封面文章
《中國科學：物理學 力學 天文學》英文版（science china physics, mechanics & astronomy, scpma）2024年第4期以封面文章的形式出版了蘭州理工大學李仁年教授團隊與南方科技大學（投稿時為上海交通大學）李曄教授團隊的研究成果，文章題為：，同期出版了中國科學院院士鄭曉靜教授撰寫的點評文章：。
內陸風電的發展
西部風沙現狀
風力機在風沙中的挑戰
本文的發現
本文通過在大渦模擬中採用致動線模型施加體積力實現了風力機與沙塵流場的相互耦合，系統地分析了不同粒徑的沙塵顆粒在風力機尾流中的聚集和沉降等輸運特徵（圖1）。結果發現，風力機運行顯著改變了沙塵顆粒的運動軌跡（圖2），在風力機葉尖處形成了「環狀分布」（圖3）；同時，風力機對沙塵輸運具有明顯的阻礙作用，促使沙塵顆粒提前發生沉降。這預示著風電場的建設可能會對沙塵暴的防治產生積極影響。這個成果提供了風力機運行對阻沙降塵的關鍵證據，為進一步認識風沙災害的形成演化規律及抑制機理打下了基礎。同時，不僅對內陸風沙和風電的關係作出了貢獻，也對海上風電和鹽霧之間的關係提供了新的思路。
圖1 總體建模
葉尖位置入射
風輪內部入射
圖3 x/d=1截面處顆粒濃度分布：(a) 10μm, (b) 50μm, (c) 100μm, (d) 150μm
本項目得到了國家重點研發項目2022yfb42021以及國家自然基金項目52166014以及52276197支持。
【參考文獻】
[1] han j, mol a p j, lu y, et al. onshore wind power development in china: challenges behind a successful story[j]. energy policy, 2009, 37(8): 2941-2951.
[2] yang z. the third nationwide assessment of wind resources. annual report of chinese academy of meteorological sciences (1), 2004, 49.
[3] kirkegaard j k, rudolph d p, nyborg s, et al. tackling grand challenges in wind energy through a socio-technical perspective. nature energy, 2023, 8(7): 655-664.
[4] gwec.gwec global wind report 2023[r]. bonn, germany. 2023
[5] 梁恩培, 馬高生, 李曄等. 沙塵環境對風力機關鍵零部件力學特性影響綜述. 中國科學：物理學力學 天文學, 2023, 53(3): 234701.
[6] liu b, ma x, guo j, et al. estimating hub-height wind speed based on a machine learning algorithm: implications for wind energy assessment. atmospheric chemistry and physics, 2023, 23(5): 3181-3193.
[7] 王同光, 田琳琳, 鍾偉等. 風能利用中的空氣動力學研究進展: 入流和尾流特性. 空氣動力學學報, 2022, 40(4): 22-50.
[8] 馮起, 白光祖, 李宗省, 等.加快構建西北地區生態保護新格局.中國科學院院刊, 2022, 37(10): 1457-1470.
