国际首套！哈工大成功研制风雨热雪全过程联合模拟试验系统

百科大全 2025年07月28日 09:09 1 admin

你能想象吗？在哈工大的一间实验室里，风、雨、热、雪，这些极端气候都能够被模拟出来，这不是科幻电影的拍摄现场，而是国家重大科研仪器研制项目“大跨空间结构风-雨-热-雪全过程联合模拟试验系统”。

范峰教授为学生讲解系统

为能够清晰认识风、雨、热等环境因素影响下屋面积雪的堆积－消融－结晶－再堆积演变全过程机理，真实再现大跨空间结构屋面积雪环境，解决雪致工程灾害预防的重大问题，范峰教授团队获国家重大科研仪器研制项目支持，打造了这件模拟极端冰雪气候的利器。

大跨空间结构风-雨-热-雪全过程联合模拟试验系统

这座国际首套建筑冰雪环境多因素耦合模拟系统——“大跨空间结构风－雨-热-雪全过程联合模拟试验系统”，堪称气候现象的“交响乐团”：大气边界层低温风洞可复现-20℃的低温大气风场；智能降雪模块通过核子器雾化与振动筛网协同，实现雪花晶体形态控制；双模式降雨系统由电磁阀阵列精细调控雨滴谱分布；太阳辐射方阵以红外热辐射灯模拟不同纬度日照强度；监测神经中枢实时追踪风－雨－热环境作用下雪的相变过程。

“我们压缩了自然气候的时空尺度。”团队成员土木工程学院张清文副教授指着实时监测屏介绍说，“风雪模块启动后，建筑模型屋面逐渐呈现自然堆雪过程；热辐射模块介入后，屋脊积雪渐成冰水混合物；而降雨模块喷射的过冷水滴撞击积雪表面，瞬间形成致命冰壳。”

降雪

降雨

日照辐射

通过各子系统的配合使用，该系统可创造性地解决风、雨、热、雪多因素条件下，屋面积雪连续累积变化全过程模拟研究的问题，最大程度还原屋面积雪堆积－漂移－消融－结晶－再堆积的周期性变化过程，从而获取最为真实的大跨屋面雪荷载研究数据。此系统的研制为深入揭示大跨空间结构风-雨-热-雪耦合作用下屋面积雪全过程演变机理，提供了国际上独一无二的试验平台。

2025年3月，“大跨空间结构风-雨-热-雪全过程联合模拟试验系统”研制成功并通过国家验收。该系统已为多项国家重大建设项目屋面雪荷载的精准确定提供技术保障，同时为服务国家极地战略提供可靠技术支撑。中国冰雪工程研究由此正式迈入全要素耦合时代。当实验室的“冰与火”持续淬炼钢铁穹顶的韧性，那些曾经困扰城市建筑的阴云，终将在科学之光下消散。