科學(xué)家3D打印模型測試2022卡塔爾世界杯場館設(shè)計

雖然還有六年時間才開始，但2022年卡塔爾世界杯的籌備工作還是進行得如火如荼，這其中就包括各個大型運動場館的設(shè)計、測試和構(gòu)建。事實上，由卡塔爾主辦這一夏季全球體育盛事本身已經(jīng)引起不少爭議，這其中最大的問題是溫度，要知道卡塔爾夏季的溫度通常會超過40攝氏度，很多人質(zhì)疑球員和球迷如何承受如此高溫。

為了解決這一問題，除了改變比賽日程之外，來自卡塔爾大學(xué)工程學(xué)院的科學(xué)家團隊一直在借助3D打印體育場模型對空調(diào)進行測試，以優(yōu)化他們的設(shè)計，試圖使體育館既舒適又經(jīng)濟。

這群科學(xué)家迄今已經(jīng)在這個項目上工作了6個月，總共3D打印了6個3D打印的1: 3000比例的體育場模型來測試它們的熱反應(yīng)，并通過一個特制的風(fēng)洞來實驗其空氣動力學(xué)特性。當把3D打印的模型放到風(fēng)洞內(nèi)后，其后的過程有點像天氣測試，科學(xué)家們會用激光束來準確地捕獲空氣是如何從設(shè)計的建筑中流過。來自激光束的數(shù)據(jù)隨后會通過分析軟件進行處理，變成可以幫助科學(xué)家和建筑師來實現(xiàn)體育場最優(yōu)設(shè)計的測量數(shù)據(jù)。

據(jù)卡塔爾大學(xué)工程學(xué)院的 Saud Abdul Aziz Abdu Ghan教授解釋說：“我們需要大約一周時間才能3D打印一個體育場模型，它是一個比例模型，與規(guī)劃中的2022年世界杯體育場館設(shè)計一樣。我們分別打印體育場的各個部件，再組裝在一起，隨后把3D打印的體育場模型放進風(fēng)洞進行空氣動力學(xué)測試。這個風(fēng)洞是花了七個月的時間設(shè)計和建造的，在這個地區(qū)也是獨一份?！?/font>

這個創(chuàng)新系統(tǒng)毫無疑問是令人印象深刻的，因為它給科學(xué)家們提供了精確的信息，比如某一層座位的溫度以及在給定天氣條件下，為了維持體育館的溫度有多少觀眾是合適的等等。Saud教授補充道：“為了降溫，我們希望讓最少量的外部熱空氣進入，并期望里面的空氣呆在那里，我們可以改變風(fēng)的方向并模擬體育場中不同的風(fēng)向。”

到目前為止，科學(xué)家團隊已經(jīng)使用其新穎的技術(shù)測試了兩座體育場——Al Bayt體育場和Al Wakrah體育場。如今，研究團隊稱，他們正在3D打印Al Thumama 體育場，并很快將測試它。

在開發(fā)這項技術(shù)過程中，卡塔爾大學(xué)還與交付和遺產(chǎn)最高委員會（Supreme Committee for Delivery & Legacy）的技術(shù)交付辦公室進行合作，而后者幫助將風(fēng)洞試驗結(jié)果用在對未來體育場館的整體改進上。最高委員會副主席 Yasir Al Jamal解釋說：“我們與卡塔爾大學(xué)團隊做了大量的工作，最終改變了我們的場館的空氣動力學(xué)狀況，這為我們帶來了大量的節(jié)約?！?/font>

換句話說，通過測試建筑的空氣動力學(xué)，工程師將能更好地優(yōu)化建筑設(shè)計。例如，正如Yasir Al Jamal指出的，該技術(shù)可以用于幫助將建筑屋頂結(jié)構(gòu)上的鋼材數(shù)量降至最少，從而降低成本和減少對環(huán)境的影響。

這種新型的風(fēng)洞，大部分都是在卡塔爾設(shè)計和制造的，而且它不止用于幫助設(shè)計和建造2022的世界杯賽場，也可以為其它項目服務(wù)，比如在比利時布魯塞爾的足球場就用卡塔爾的這項技術(shù)來測試他們的一個模型。當然，熱并不是比利時體育場需要解決的問題，卡塔爾大學(xué)的科學(xué)家們要測試的是該場館里的風(fēng)和雨，因便于盡量保持觀眾不被淋濕。

來源：3d打印智造網(wǎng)