近日，能源與動(dòng)力工程學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員黃豪杰及其合作者在美國(guó)物理學(xué)聯(lián)合會(huì)出版社雜志《可再生與可持續(xù)能源期刊》（Journal of Renewable and Sustainable Energy）發(fā)表題為《重新審視風(fēng)沙環(huán)境下的風(fēng)力機(jī)葉片侵蝕：顆粒碰撞區(qū)域和密度的洞見(jiàn)》（Re-evaluating Erosion of Wind Turbine Blades in Wind-blown Sand Environments: Insights into Particle Collision Areas and Density）的研究論文，該研究成果被《可再生與可持續(xù)能源期刊》選為Featured (Editor's picks)文章（見(jiàn)圖1），并被美國(guó)物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（AIP）Scilight專題報(bào)道（見(jiàn)圖2）。本文第一作者和通訊作者為上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院黃豪杰老師，上海理工大學(xué)2022級(jí)碩士研究生卞葉、上海理工大學(xué)2023級(jí)碩士研究生仝郭松、蘭州大學(xué)劉洪佑博士和蘭州理工大學(xué)王燕教授為共同作者。該研究成果獲得上海市自然科學(xué)基金（No.24ZR1453300)、國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 12002119, No.52276197)的資助。
論文截圖
據(jù)了解，Scilight創(chuàng)辦于2017年6月，是美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版社（AIP publishing）出版的網(wǎng)絡(luò)周刊，致力于挑選AIP發(fā)表的物理領(lǐng)域最新的、最具有代表性的文章，簡(jiǎn)要總結(jié)其研究成果，并強(qiáng)調(diào)其在該領(lǐng)域的創(chuàng)新性和突破性。Scilight每年從AIP旗下30多個(gè)刊物中僅挑選300余篇物理領(lǐng)域內(nèi)最值得關(guān)注的研究成果進(jìn)行報(bào)道。
期刊截圖
在風(fēng)沙環(huán)境中，風(fēng)力機(jī)葉片面臨著巨大的挑戰(zhàn)：不僅有大顆粒撞擊葉片表面引起的侵蝕問(wèn)題，還有小顆粒與葉片碰撞發(fā)生沉積帶來(lái)的影響。這兩種現(xiàn)象都會(huì)改變?nèi)~片表面的空氣動(dòng)力學(xué)外形，降低風(fēng)力機(jī)的效率，增加維護(hù)和修理成本，并最終可能威脅葉片的結(jié)構(gòu)完整性。深入研究顆粒與葉片碰撞的內(nèi)在機(jī)理，了解葉片表面的碰撞區(qū)域和碰撞濃度有助于優(yōu)化葉片設(shè)計(jì)，提高風(fēng)力機(jī)在沙塵地區(qū)的性能。
《科學(xué)之光》專訪了黃豪杰老師，并對(duì)研究成果進(jìn)行了報(bào)道。該報(bào)道指出，“現(xiàn)有研究大多采用結(jié)果導(dǎo)向進(jìn)行風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)外形輪廓修正從而分析風(fēng)力機(jī)運(yùn)行功率損失，而缺少對(duì)氣動(dòng)外形輪廓改變的內(nèi)在機(jī)制的深入研究”。黃豪杰接受采訪時(shí)提到，“這項(xiàng)工作能夠更詳細(xì)地理解葉片的侵蝕與顆粒沉積現(xiàn)象，為風(fēng)力機(jī)葉片的維護(hù)策略提供科學(xué)支持，并幫助運(yùn)營(yíng)商制定更精確的維護(hù)計(jì)劃”?；谶@些發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)不僅加深了對(duì)顆粒與葉片碰撞機(jī)制的理解，還提供了一種可靠的方法來(lái)預(yù)測(cè)侵蝕和沉積，從而提高風(fēng)力機(jī)在沙塵環(huán)境中的耐久性和性能。未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在實(shí)際條件下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)測(cè)試，以進(jìn)一步驗(yàn)證研究結(jié)果的適用性并完善理論模型。
【相關(guān)】
Journal of Renewable and Sustainable Energy論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0231
AIP Scilight專訪報(bào)道鏈接：https://doi.org/10.1063/10.0034741
供稿：能動(dòng)學(xué)院
