在國家自然科學基金卓越研究群體項目“非線性力學的多尺度問題研究”的資助下，力學所在風電場湍流主動控制上取得了進展，提出了評估控制收效的自洽尾跡模型。該工作以Self-consistent model for active control of wind turbine wakes為題，發表在《Journal of Fluid Mechanics》期刊上。
 

　　湍流是《Science》風能科學的重大挑戰之一，風電場尺度的主動流動控制是下一代風電技術的核心問題。風力機尾跡模型是主動流動控制的基礎。目前已有的風力機尾跡模型，包括定常尾跡模型和動態尾跡蜿蜒模型，均無法準確評估主動控制下的尾跡湍流響應。
 

　　針對上述難題，研究團隊提出了風力機尾跡主動控制的自洽模型，建立了一個耦合尾跡動態蜿蜒、湍流隨機脈動與時均尾跡膨脹三類關鍵現象的理論框架，實現了主動控制下尾跡大尺度相干結構和時均場的定量預測，是首個能夠預測主動控制收效的尾跡模型。驗證結果顯示，該模型在預測精度上與大渦模擬(LES)相當，但計算效率顯著提升——計算時間由原先的數千核小時縮短至數分鐘。該模型有望為發展風電場湍流的主動控制策略提供高效的設計、評估與優化工具，支撐風能利用效率提升和風電技術創新。
 

　　李曌斌副研究員為該論文的第一作者，楊曉雷研究員為通訊作者。該研究獲得了基金委“非線性力學的多尺度問題研究”卓越研究群體、中國科學院戰略性先導科技專項(No. XDB0620102)等資助。
 

自洽尾跡模型的構造框架