新京报讯（记者刘洋）北京2022年冬奥会开幕式上，最后一棒火炬留在“大雪花”中心，随着音乐，主火炬缓缓升到高空，看到这一幕时，李波和他的团队倍感自豪与欣慰。
李波是中国冰雪科学家、北京交通大学风洞实验室主任，他的团队因为了解风、分析风、利用风，被称为冬奥会中的“驭风人”。早在2021年7月，他便接到通知，参加验证“大雪花”的点火方案。经过团队半年多的试验，他们终于让“微火”在高空安然绽放。今天（2月7日），李波向新京报记者道出了这背后保守了8个月之久的“秘密”。
开幕式现场的“大雪花”有地面支撑。图/新京报记者马骏
多年观测收集的气象数据派上大用场
不论是各场馆的设计建设，还是运动员的训练备战，李波带领的风洞团队都发挥了巨大作用，他们和风“死磕”，不仅给出了场馆设计的风荷载，提出最佳抗风方案，还利用风洞对运动员的姿态、队列进行风阻优化，提高比赛成绩。而冬奥会开幕式的关键——点火仪式背后，也有科学家为之付出的努力。李波透露，其中还有一段优化方案的小插曲。
李波介绍，其实早在去年一月初，火炬团队已经就场馆内风的问题对接风洞实验室，希望“让风的影响消失”。2021年7月敲定最终的点火方案后，风洞团队应邀做抗风测试。
“和最后呈现的形式不同，原方案是利用设置在鸟巢顶部的执行机构将水平放置的大雪花从地面吊起，呈倾斜状态，火炬手将火炬插入，然后继续提升至竖直状态，再边旋转边上升。但我们当时认为悬挂着的雪花就相当于一个大摆锤，在气流下肯定会摇摆。”凭借着为新中国成立70周年庆典花车、建党百年庆典红色拱门等重要项目提供抗风咨询工作的经验，李波认为，要保障运动员成功插入手持火炬，将风的干扰降到最低是关键，他们立马组成了攻关团队设计方案。
国家体育场1/200缩尺模型风洞试验。受访者供图
测试要解决两个科学问题，一是评估在开幕式的时间段，“鸟巢”这种开敞式场馆究竟有没有风？有风的话，到底会有多大？
“当时是夏季，现场测风肯定没法预判冬季的情况，需要历史气象数据，越多越好。但数据从哪来？正发愁时，我突然反应过来，手边儿就有呀。”李波笑着说，马甸桥附近有一个北京观测塔，早在2012年，风洞实验室便和中科院大气物理所合作，对城市中心区的气象情况和风场进行观测。“多年来一直观测收集数据，本来是一个没有人在意的工作，没想到派上了大用场。”
铝合金3D打印“大雪花”做测试 给出最佳方案
拿到北京气象数据后，团队第一时间搭建好国家体育场（鸟巢）的模型，通过风洞试验，确定“鸟巢”内场的风场特征，获得了相关数据，保障提前五个月进行各项测试工作。在场馆外不同级别的风力下，针对“鸟巢”场馆内的气流来源和气流流向，科学家们给出了科学数据。
第二个要解决的难题是“大雪花”的风洞试验模型。李波介绍，“大雪花”结构复杂，用传统方式难以搭建，团队决定采用3D打印技术，但模型有一米高，厚度却只有几公分，传统树脂材料做的“大雪花”太软。于是，团队尝试了很多种材料，最后采用铝合金3D打印，制作出了试验所需的高保真缩尺模型，“测试时，主火炬设计团队看到模型都吓了一跳，说太逼真了。”
剩下的就是科学家们最擅长的事儿，测量“大雪花”载荷、在气流下的振动幅度。李波说，火炬设计团队期望的当然是越简单越好，悬挂雪花、无需在地面安装支架是理想情况，但测试完发现，在这一方案下，雪花的摆动幅度高达一米到两米，火炬手根本无法在这个幅度下插入手持火炬。
科学家们用缜密的科学数据说服了设计团队。最终，设计团队将原方案调整为“悬挂 支架”的方式，保证了稳定性，确保点火仪式顺利进行。
三个火炬台也经历了“风的考验”
如今，在“鸟巢”外的北京赛区颁奖广场上，冬奥“雪花”火炬台闪闪发光。在延庆赛区和张家口赛区也有同样的火炬台，它们与“鸟巢”上空的“大雪花”相互辉映。
分赛区的火炬风洞试验模型。受访者供图
这三个火炬台背后都凝结着“驭风人”的心血。
火炬台的造型在开幕式主火炬的基础上增加了环绕的“银丝带”。李波介绍，“银丝带”有10米高，支点非常少，而且采用的是异型薄壁结构，对风荷载十分敏感。在处理完主火炬的问题后，他和团队便马不停蹄投入到三个火炬台的测试中。
三大赛区火炬台是永久性建筑，根据火炬台的功能，李波团队提出按照旋转的工作状态和静止的极限状态分别进行抗风设计，通过不断优化迭代，保障了建筑的安全稳固，“我们要做的就是兼顾安全和经济。”
在开幕式前的几天里，不在彩排现场的李波一直在关心着北京的风。“2月3日那天，北京刮了很大的风，我还有点担心，看到下午风力降下来，心里踏实了。”李波笑道，在开幕式顺利举行后，他也收到了火炬团队的感谢，能够参与这种意义重大的项目，自己和团队都感到十分荣幸。
新京报记者 刘洋 编辑 缪晨霞 校对 郭利
