自然界降雪作天然实验环境 巨大风车气流实验成可能

　　[导读]  近日出版的英国《自然—通讯》期刊上报道的一个能源研究显示，利用自然界的暴风雪，可以打造一个天然实验环境，帮助我们增强对于风力发电中风车和大气相互作用的了解。

　　自然界的降雪可作天然的实验环境

　　巨大风车气流实验成为可能

　　科技日报讯 围绕风力发电机的湍流模型模拟，通常都在风洞实验室中进行。而近日出版的英国《自然—通讯》期刊上报道的一个能源研究显示，利用自然界的暴风雪，可以打造一个天然实验环境，帮助我们增强对于风力发电中风车和大气相互作用的了解。这些研究结果可能帮助改进未来风力发电中风车的设计，进而助力风力发电厂的产能。

　　风洞实验室以人工的方式产生并且控制气流，方便观察气流对实体的作用效果及相关物理现象。其控制性和可重复性较高，但仅可适用于长度在一定范围内的设备。因而在进行风力发电的测试中，工程人员通常利用几何相似的原理，将地形、地物以缩尺模型放置于风洞中，再以仪器量测模型所受之风力或风速。一般认为，风洞实验之结果与现地风场的观测结果相近。

　　然而，湍流特性可能会随规模变化而发生变化。现实中的风力发电机，通常和城市的办公楼一样高，其叶片的长度也在这个尺度左右。鉴于此，美国明尼苏达大学洪家荣(音)和他的研究团队，近日发明了一种能在更大规模上采集数据的方法：利用自然界的降雪作为天然的实验环境。

　　实验中，他们测量了一个80米高、叶片长48米的风力发电机的数据，此次测量在夜间进行，一张光板照亮了纷纷下落的雪花，以方便用照片和视频记录风力发电机叶片旋转产生的涡流。这个拥有发电厂规模的风力发电机产生了涡流，而图像分析让精准测量这一切成为了可能。

　　风力发电机上的涡流结构，对风力发电机的产能以及和整个机构的机械负载都有潜在影响。这项新研究对于新风力发电厂的选址、风力机叶片从开发到实际应用，以及提升风力发电机的效率和可靠性等都有很大的帮助。

　　(张梦然)    (编辑：廖咏琴)