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滑雪场设计中的建模过程
发布时间:2014-04-22

  滑雪场设计过程中最重要的阶段是滑雪场建模。各种调查表明,滑雪场中受伤的关键因素是滑雪场设计建模的时候是否有足够的考虑滑雪游客的安全。滑雪场,特别是带有地形公园特点的滑雪场,是构成显著更大的伤害风险的源头,也是滑雪游客投诉的的重点。一个特别危险的情况是,滑雪场设计如果建模不到位,则可能导致脊髓损伤等灾难性的伤害或死亡,试问,有哪个滑雪场愿意看到这种情况的发生呢?

  那么在滑雪场建模过程中究竟应该注意些什么呢?最重要的就是抛物线建模,当跳跃着起跳的时候,对跳跃的各种抛物线模拟是十分重要的,比如,有些滑雪者会做出非常极端的跳跃姿势,如果没有对这些姿势进行足够多的模拟,那么势必会增加其降落时的出意外的概率。此外,对于空中转体造成的影响也应该充分建模,比如,凹曲度等,这些都有可能导致不自主的反转。因此,了解凹曲率和跳跃姿态可以非常有效的减轻风险,虽然不能100%的避免和消除这些风险。

  在滑雪场设计的时候,另一个需要模拟的是跳线,为了模拟这种现象,跳线被视为一个刚体近似于类似什么人会期望从一个新手跳线。旋转取或改变在空中的跳跃姿态将被分别对待。对于大规模运动的情况,滑雪者与雪地接触的过程中包含了正常和非正常的摩擦力。一旦空气中存在其它异物,那么摩擦力就会改变,根据自由下落与角动量守恒定律,滑雪者的跳线就会发生改变。如在以前的工作中,阻力和升力改变跳跃距离小于10%为小型和中型的跳跃,这里将被忽略。其他ECTS如科里奥利和Magnus力可以忽略不,如果再忽略阻力和升力,那么在空气中的跳线的运动的中心是一个经典的抛物线轨迹。

  对于一个简单的建模示例,考虑反相旋转,用于从标准桌面跳这是最广泛使用的设计计算的轨迹,虽然没有内置到任何标准。这一跳形状的数学简单性允许对感兴趣的同样数量的简单表达式。结果更一般的形状是简单的,但需要数值解。我们在研究中发现,如上面所讨论的特点是大当量下降高度的滑雪场设计并不是其潜在的影响危害的最佳点。然而,我们重点谈及的是跳线的相互作用,而非高度。

  总之,一个合理、高效的建模在滑雪场设计中是无可替代的步骤,需要滑雪场设计方认真对待。