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自然界的降雪可作天然的實驗環(huán)境 巨大風車氣流實驗成為可能 科技日報訊 圍繞風力發(fā)電機的湍流模型模擬，通常都在風洞實驗室中進行。而近日出版的英國《自然—通訊》期刊上報道的一個能源研究顯示，利用自然界的暴風雪，可以打造一個天然實驗環(huán)境，幫助我們增強對于風力發(fā)電中風車和大氣相互作用的了解。這些研究結(jié)果可能幫助改進未來風力發(fā)電中風車的設(shè)計，進而助力風力發(fā)電廠的產(chǎn)能。 風洞實驗室以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，方便觀察氣流對實體的作用效果及相關(guān)物理現(xiàn)象。其控制性和可重復性較高，但僅可適用于長度在一定范圍內(nèi)的設(shè)備。因而在進行風力發(fā)電的測試中，工程人員通常利用幾何相似的原理，將地形、地物以縮尺模型放置于風洞中，再以儀器量測模型所受之風力或風速。一般認為，風洞實驗之結(jié)果與現(xiàn)地風場的觀測結(jié)果相近。 然而，湍流特性可能會隨規(guī)模變化而發(fā)生變化?，F(xiàn)實中的風力發(fā)電機，通常和城市的辦公樓一樣高，其葉片的長度也在這個尺度左右。鑒于此，美國明尼蘇達大學洪家榮（音）和他的研究團隊，近日發(fā)明了一種能在更大規(guī)模上采集數(shù)據(jù)的方法：利用自然界的降雪作為天然的實驗環(huán)境。 實驗中，他們測量了一個80米高、葉片長48米的風力發(fā)電機的數(shù)據(jù)，此次測量在夜間進行，一張光板照亮了紛紛下落的雪花，以方便用照片和視頻記錄風力發(fā)電機葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦流。這個擁有發(fā)電廠規(guī)模的風力發(fā)電機產(chǎn)生了渦流，而圖像分析讓精準測量這一切成為了可能。 風力發(fā)電機上的渦流結(jié)構(gòu)，對風力發(fā)電機的產(chǎn)能以及和整個機構(gòu)的機械負載都有潛在影響。這項新研究對于新風力發(fā)電廠的選址、風力機葉片從開發(fā)到實際應用，以及提升風力發(fā)電機的效率和可靠性等都有很大的幫助。 （張夢然） |
- 2014-05-12美國中西部天氣怪異：暴雨降雪冰雹龍卷風齊襲
