封面文章
《中国科学：物理学 力学 天文学》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兰州理工大学李仁年教授团队与南方科技大学（投稿时为上海交通大学）李晔教授团队的研究成果，文章题为：，同期出版了中国科学院院士郑晓静教授撰写的点评文章：。
内陆风电的发展
西部风沙现状
风力机在风沙中的挑战
本文的发现
本文通过在大涡模拟中采用致动线模型施加体积力实现了风力机与沙尘流场的相互耦合，系统地分析了不同粒径的沙尘颗粒在风力机尾流中的聚集和沉降等输运特征（图1）。结果发现，风力机运行显著改变了沙尘颗粒的运动轨迹（图2），在风力机叶尖处形成了“环状分布”（图3）；同时，风力机对沙尘输运具有明显的阻碍作用，促使沙尘颗粒提前发生沉降。这预示着风电场的建设可能会对沙尘暴的防治产生积极影响。这个成果提供了风力机运行对阻沙降尘的关键证据，为进一步认识风沙灾害的形成演化规律及抑制机理打下了基础。同时，不仅对内陆风沙和风电的关系作出了贡献，也对海上风电和盐雾之间的关系提供了新的思路。
图1 总体建模
叶尖位置入射
风轮内部入射
图3 x/d=1截面处颗粒浓度分布：(a) 10μm, (b) 50μm, (c) 100μm, (d) 150μm
本项目得到了国家重点研发项目2022yfb42021以及国家自然基金项目52166014以及52276197支持。
【参考文献】
[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, 马高生, 李晔等. 沙尘环境对风力机关键零部件力学特性影响综述. 中国科学：物理学力学 天文学, 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, 钟伟等. 风能利用中的空气动力学研究进展: 入流和尾流特性. 空气动力学学报, 2022, 40(4): 22-50.
[8] 冯起, 白光祖, 李宗省, 等.加快构建西北地区生态保护新格局.中国科学院院刊, 2022, 37(10): 1457-1470.
