科研部门

国家能源风电叶片研发(实验)中心

  根据国能局新能〔2009〕56号、国发办能源〔2009〕1126号、国能科技〔2009〕309号文件精神,国家能源局于2009年2月正式批准由中国科学院工程热物理研究所组织筹建国家级风电叶片检测中心,并于2009年11月批准工程热物理研究所组建国家能源风电叶片研发(实验)中心。

  国家能源风电叶片研发(实验)中心的建设目标是建设兆瓦级以上大型及超大型风电叶片设计、制造及工艺技术为主的核心技术研发创新平台;以建设高水平的、可持续的科技创新能力为主线,为风电叶片产业的发展提供核心技术和装备;建设世界级的风电叶片研发中心及公共实验平台;成为国际知名的风电叶片检测中心;成为风电叶片研究与制造领域有影响的国际合作科研平台,并成为国际重要的风电技术研究基地和高层次人才培养基地。国家能源风电叶片研发(实验)中心拥有国内一流的学术带头人及研发团队,实行中心主任负责制,设有学术委员会把握科研方向。中心紧跟国际风电叶片前沿技术的发展,在建立具有中国特色的风电叶片设计开发体系,开展叶片研究、设计、制造、试验的理论、技术和工艺研究,在风能利用基础理论研究、风电叶片的开发研制及成果转化,风电叶片检测技术体系与检测标准研究等方面已在国内处于领先水平。

  研究领域

  风能利用基础与应用研究、新原理发动机关键技术基础与应用研究。

  ■ 研究方向

  1. 风能方向:大型风电叶片先进设计及测试技术研究;大型海上浮式风电机组技术研究;风能热利用技术研究。 

  2. 先进推进动力方向:新原理高推重比发动机、新原理宽速域发动机。 

  人员组成

  现有职工53人,其中正高级岗位人员9人,副高级岗位人员11人;在站博士后1人;在读研究生75人。 

  2023年项目情况

  2023年度在研项目58项,新争取各类项目14项,其中科技部重点研发计划牵头1项、子课题1项、国际合作2项,自然科学基金重点项目1项、自然科学基金面上项目1项,GF科技创新特区项目2项,中国科学院特别研究助理项目1项,中国科学院青年创新促进会项目1项,中国科学院院地合作项目1项,企业委托课题3项。结题并通过验收项目9项。 

  2023年主要成果与工作进展

  风能利用方向

  开展了风电叶片、浮式风电设备及风能热利用等应用基础科学问题研究。 

  1.叶片设计及测试方面,开展了2MW级叶片样片研制与示范运行,其气动效率系数≥0.49,相比同容量同长度商业叶片,设计年发电量提高≥2.0%,重量降低≥5.0%,根部设计极限载荷降低≥3.5%。进行了基于高精度CFD仿真的风电叶片载荷评估方法开发;建立了基于γ-Reθ转捩模型和壁面粗糙度修正的高精度模拟方法,实现了不同工况和表面粗糙度条件下风力机翼型和叶片性能的准确预测。 

  2.海上风电方面,开发了基于致动线方法的数值模拟平台,实现了浮式风电机组高精度仿真;开展了浮式风电实验模型研究,指导浮式风电装备一体化设计性能预测和载荷评估;研究了浮式风电纵荡与俯仰运动下的非定常气动性能和流场结构,揭示了复杂运动下动态失速和动态尾流作用机理。 

  3.风能热利用方面,开发了风热机组叶片气动反问题设计程序aero_opt,揭示了不同叶尖速比叶片的制热量和COP随风速的变化规律;建成了2MW风热机组工程示范,完成了整机运行试验,达到了预期技术指标。 

  先进推进动力方向

  以新原理高推重比发动机、新原理宽速域发动机的研制为目标,开展相关关键技术攻关与验证工作。 

  1.在新原理高推重比发动机方面,完成了发动机总体结构布局、空气系统及台架安装系统等设计。 

  2.在新原理宽速域发动机方面完成了首台机整机装配与系统集成,完成了电气、滑油、供应、数采和控制等系统联调,发动机成功点火并达到73%设计转速。 

   3.在发动机实验平台建设方面完成了自由射流试验台的系统联调。

  本年度共发表学术论文51篇,其中28篇被SCI收录,20篇被EI收录。申请发明专利9项,获得授权13项,软件著作权4项。 

  主  任:赵庆军  副主任:赵 巍   李庆安  雒伟伟