近日，j9.com能动学院王燕教授团队的最新研究成果“Effects of tip speed ratio on wind turbine wake meandering”发表在流体力学国际顶级期刊《Journal of Fluid Mechanics》。王燕教授为该论文第一作者，兰州大学胡锐锋教授为通讯作者，j9.com为第一单位。JFM由英国剑桥大学应用数学与理论物理系流体力学大师G. K. Batchelor创办，被公认为流体力学领域的顶级期刊，长期刊载该领域最前沿的理论与应用研究成果。据悉，该论文是j9.com首次作为第一单位在JFM发表研究成果。
风力机尾流中的蜿蜒现象表现为低频、大尺度的横向摆动，严重影响风电场下游机组的功率输出与结构安全，是风电系统优化运行中的关键科学难题之一。尾迹蜿蜒的产生机制复杂，既可能源于风轮诱导涡结构的内部不稳定，也可能受到大气湍流结构的外部调制，深入理解尾流蜿蜒的形成机制与演化规律，是提升风能资源利用效率和风电系统稳定性的关键科学问题之一。本研究聚焦叶尖速比对尾流蜿蜒的作用机制，基于大涡模拟与致动线模型，系统分析了不同叶尖速比下风力机尾流的空间结构与频率响应特征。结果表明，随着叶尖速比增加，尾流蜿蜒提前发生且幅度增强，而特征频率与叶尖速比间的关系显著依赖于风力机结构。进一步研究表明，机舱尺寸是影响尾流频率变化的关键因素。研究还指出，在大气边界层来流中，尾流主频大幅降低，表明入流湍流结构是尾流蜿蜒的主导驱动源。此外，团队采用谱本征正交分解结合SINDy算法，成功构建了一个具有物理解释性的尾流蜿蜒降阶模型，为风电场功率预测与载荷控制提供高效、低维的建模框架。（图/文：王燕；审核：朱毓杰）
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