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自然界的降雪可作天然的實(shí)驗(yàn)環(huán)境 巨大風(fēng)車氣流實(shí)驗(yàn)成為可能 科技日報訊 圍繞風(fēng)力發(fā)電機(jī)的湍流模型模擬，通常都在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)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(fēng)雪，可以打造一個天然實(shí)驗(yàn)環(huán)境，幫助我們增強(qiáng)對于風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)車和大氣相互作用的了解。這些研究結(jié)果可能幫助改進(jìn)未來風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)車的設(shè)計，進(jìn)而助力風(fēng)力發(fā)電廠的產(chǎn)能。 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，方便觀察氣流對實(shí)體的作用效果及相關(guān)物理現(xiàn)象。其控制性和可重復(fù)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(jìn)行風(fēng)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(fēng)洞中，再以儀器量測模型所受之風(fēng)力或風(fēng)速。一般認(rèn)為，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)之結(jié)果與現(xiàn)地風(fēng)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(shí)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(dá)大學(xué)洪家榮（音）和他的研究團(tuán)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(shí)驗(yàn)環(huán)境。 實(shí)驗(yàn)中，他們測量了一個80米高、葉片長48米的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)，此次測量在夜間進(jìn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦流。這個擁有發(fā)電廠規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了渦流，而圖像分析讓精準(zhǔn)測量這一切成為了可能。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的渦流結(jié)構(gòu)，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的產(chǎn)能以及和整個機(jī)構(gòu)的機(jī)械負(fù)載都有潛在影響。這項(xiàng)新研究對于新風(fēng)力發(fā)電廠的選址、風(fēng)力機(jī)葉片從開發(fā)到實(shí)際應(yīng)用，以及提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)齊襲
