近日

為備戰(zhàn)2028年洛杉磯奧運會

中國高校和企業(yè)深度合作共同研發(fā)

“NewEra國產(chǎn)新型賽艇”

該賽艇由華師數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院

張昌娟特聘研究員團(tuán)隊參與研制

這是國內(nèi)首次自主設(shè)計出

適配中國運動員特征的國產(chǎn)賽艇

在備戰(zhàn)2028年洛杉磯奧運會的關(guān)鍵階段

由國家體育總局體育科學(xué)研究所牽頭組建的

“奧運攻關(guān)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體”正式成立

儀式上，由中國高校深度參與研發(fā)的重大成果

“NewEra國產(chǎn)新型賽艇” 驚艷亮相

該賽艇由國家體育總局

體育科學(xué)研究所專家擔(dān)任總設(shè)計師

北師香港浸會大學(xué)牽頭

華師數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院張昌娟團(tuán)隊承擔(dān)關(guān)鍵科研任務(wù)

NewEra國產(chǎn)新型賽艇

遇到問題 解決問題

在研發(fā)國產(chǎn)高端賽艇這條路上

他們迎難而上

解題之路困難重重

從2024年9月開始，張昌娟就帶領(lǐng)團(tuán)隊

朝著研發(fā)國產(chǎn)高端賽艇的目標(biāo)全力以赴

但要實現(xiàn)目標(biāo)，團(tuán)隊先要攻克

“突破國際技術(shù)封鎖”

“實現(xiàn)高端競技賽艇國產(chǎn)化自主可控”

“優(yōu)化器材與運動員的個性化匹配”等三大難題

長期以來，國際頂級賽艇賽場幾乎被國外品牌壟斷

進(jìn)口賽艇不僅價格高昂、交貨周期長

且均基于歐美運動員體型特點設(shè)計

因此

研發(fā)符合中國運動員特點的國產(chǎn)高端賽艇

成為當(dāng)務(wù)之急

但國外頂尖賽艇公司對我國完全保密

就連最基本的設(shè)計參數(shù)

也需要研究團(tuán)隊“像拆解手機(jī)一樣”

將進(jìn)口賽艇反復(fù)掃描測量才能得到

并且，研究團(tuán)隊通過大量測試發(fā)現(xiàn)

進(jìn)口賽艇需根據(jù)中國運動員的個體生物力學(xué)特征

進(jìn)行針對性調(diào)試

以優(yōu)化器材與運動員的協(xié)同效率

所以光搞清楚進(jìn)口賽艇的設(shè)計細(xì)節(jié)還不夠

最困難的是，團(tuán)隊不僅要造出能用的賽艇

還要讓賽艇的每一道曲線

都精準(zhǔn)適配中國運動員的身體特點

“這相當(dāng)于閉著眼睛給陌生人裁衣服，

卻要求穿上后比名牌西裝更合身。”

盡管面臨著諸多考驗

但團(tuán)隊仍然決心

迎難而上、齊心協(xié)力

穩(wěn)步開展項目研究

精確研究 精準(zhǔn)適配

他們一步一腳印

千錘百煉中

鍛造出最優(yōu)解

“理論研究和落地之間，需要無數(shù)次的打磨”

為了實現(xiàn)賽艇曲線與中國運動員的精準(zhǔn)適配

團(tuán)隊對賽艇線形設(shè)計進(jìn)行研究優(yōu)化

整個賽艇線形設(shè)計的流程包括

掃描診斷期、仿真攻堅期和設(shè)計驗證期

團(tuán)隊爭分奪秒進(jìn)行設(shè)計技術(shù)攻關(guān)

其中，掃描診斷期是一切的基礎(chǔ)

團(tuán)隊通過對進(jìn)口賽艇進(jìn)行3D掃描

為賽艇線形設(shè)計建立數(shù)字基準(zhǔn)

3D數(shù)據(jù)建模

仿真攻堅期是研究的中樞

“其中的技術(shù)為賽艇鍛造了‘?dāng)?shù)字胚胎’?！?/p>

核心便是張昌娟主導(dǎo)開發(fā)的

目標(biāo)賽艇專用的流固耦合求解器

其對實現(xiàn)賽艇線形迭代優(yōu)化有著關(guān)鍵的作用

“求解器開發(fā)是設(shè)計的‘?dāng)?shù)字心臟’，

針對賽艇六自由度運動的強(qiáng)非線性特性，

我們突破傳統(tǒng)商業(yè)軟件限制，

自主開發(fā)求解器?！?/p>

而流固耦合求解器的開發(fā)

需要通過質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量實驗獲取基本數(shù)據(jù)

張昌娟將質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量實驗和流固耦合求解器

稱為賽艇的“龍骨”與“船槳”

“質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量實驗就像為賽艇裝上‘生物力學(xué)CT’，

沒有它，定制化設(shè)計就是空中樓閣?！?/p>

設(shè)計驗證期則分為船廠實物制造與物理實驗驗證

因為該賽艇極具創(chuàng)新性

船廠無法用傳統(tǒng)模具制造，需要重新制作模具

平時，船廠還有正常的生產(chǎn)需求

團(tuán)隊和船廠在時間上的溝通協(xié)調(diào)便顯得尤為重要

在實際生產(chǎn)過程中

船廠師傅需要手工打磨

想要保持團(tuán)隊原有的設(shè)計形狀也很困難

因此具體操作時經(jīng)過了多次調(diào)整

“理論研究和落地之間，需要無數(shù)次的打磨。

解決之道就是‘把人捆在一起’：

科研人員、船廠合并辦公，隨時連線。”

而物理實驗驗證貫穿于研究的全過程

團(tuán)隊成員使用高速攝像機(jī)拍攝運動員的槳頻細(xì)節(jié)

根據(jù)實際情況加班加點重新建模、寫代碼……

從而成功實現(xiàn)了理論與實際之間的鏈接

而由于設(shè)備的安全使用問題與時間的有限性

其間千頭萬緒，令作為項目組長的張昌娟

至今仍印象深刻

“有時一天內(nèi)觸發(fā)三次電路保護(hù)，

高精尖設(shè)備的運送程序也較為繁瑣?！?/p>

研究的順利推進(jìn)

得益于各高校核心研究團(tuán)隊的共同努力

國家體育總局的支持

與多方的通力合作

華師數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院專業(yè)2023級研究生肖盈霞

也參與了此次項目

她認(rèn)為此次研究經(jīng)歷非常珍貴，在張昌娟的幫助下，

自己從零開始熟練掌握了OpenFOAM軟件

“張老師在她的辦公室裝了一個‘工作站’供我遠(yuǎn)程使用，

還報名了北京OpenFOAM培訓(xùn)班幫我提升技能。”

在團(tuán)隊協(xié)作中，肖盈霞也獲益匪淺

“從張老師身上學(xué)會了很多處理事情的方法，

團(tuán)隊遇到了問題和困難時，

張老師作為項目組長，總是有條不紊，

她面對挑戰(zhàn)時的從容和智慧讓我超級佩服?！?/p>

同時她也很感謝華師提供的諸多支持

“例如高性能計算資源以及豐富的文獻(xiàn)資料，

這些都極大促進(jìn)了研究的順利進(jìn)行?！?/p>

突破 創(chuàng)新 協(xié)調(diào)

彼此團(tuán)結(jié) 相互支持

設(shè)計中的不斷探索與研究

只為更好展現(xiàn)出中國力量

“這是中國設(shè)計與中國力量的完美合槳”

研究從2024年9月開始

12月便召開了項目驗收會

于2025年4月制造完成

7個月的時間

項目取得了初步的研究成果

“每一道計算流體力學(xué)的公式

最終都化作了運動員劃破水面的勝利航跡

這是中國設(shè)計與中國力量的完美合槳?！?/strong>

研究在多方面都有重大意義

賽艇外觀由北京理工大學(xué)團(tuán)隊進(jìn)行設(shè)計

團(tuán)隊將龍行意象的流線型韻律美學(xué)文化符號

進(jìn)行現(xiàn)代化轉(zhuǎn)譯

張昌娟介紹，該賽艇打造了

具有國際辨識度的中國水上運動裝備形象

向世界展現(xiàn)中國設(shè)計的文化自信與創(chuàng)新實力

為全球競技裝備領(lǐng)域注入東方設(shè)計哲學(xué)的新范式

賽艇研制技術(shù)的掌握

突破了我國此前在該領(lǐng)域面臨的“卡脖子”困境

填補(bǔ)了國內(nèi)在高端競技賽艇自主研發(fā)領(lǐng)域的空白

為體育強(qiáng)國建設(shè)和奧運奪金戰(zhàn)略

注入了科技力量

目前，NewEra賽艇

被收錄進(jìn)《國產(chǎn)奧運備戰(zhàn)重大裝備成果匯編2024》

體現(xiàn)出國家體育總局的高度評價和認(rèn)可

未來，團(tuán)隊將繼續(xù)深耕研究

打造更契合亞洲運動員的身體結(jié)構(gòu)的新型賽艇

正如張昌娟所說，

“現(xiàn)在工作也只是開始，

我們會繼續(xù)做下去，

為2028年的洛杉磯奧運會做準(zhǔn)備。”

突破困境 填補(bǔ)空白

欣喜成就 也堅定初心

科研人員繼續(xù)奮斗著

華師科研也在不斷奮進(jìn)

為中國科研盡心竭力

基孔肯雅熱疫情主要經(jīng)伊蚊（俗稱花斑蚊）叮咬引起傳播，典型癥狀包括突發(fā)高燒、皮疹、關(guān)節(jié)疼痛等。預(yù)防基孔肯雅熱，防蚊滅蚊很關(guān)鍵。廣大師生要積極行動起來，定期檢查并清除陽臺、天臺、室內(nèi)小型積水，如花盆托盤、瓶罐、冰箱底部接水盤等；安裝紗門紗窗、睡覺使用蚊帳，外出盡量穿長袖衣褲或在裸露皮膚噴涂有效驅(qū)蚊劑，減少因暴露被叮咬的風(fēng)險。若出現(xiàn)上述疑似癥狀，應(yīng)及時就醫(yī)。讓我們共同做好防控工作，守護(hù)自身和家人健康！

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采寫丨黃一燦 陳燕敏 莫鈺筠 姜彥

圖片丨受訪者提供

部分圖片來自數(shù)字體育研究中心

?Igor Meijer / World Rowing

執(zhí)行編輯丨姜彥

責(zé)任編輯丨盧嘉裕 吳建國 陳婧

初審丨沈蔚瑜

復(fù)審丨林海岸

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