近日，上海理工大学能源与动力工程学院创新团队成员黄豪杰及其合作者在美国物理学联合会出版社杂志《可再生与可持续能源期刊》（Journal of Renewable and Sustainable Energy）发表题为“重新审视风沙环境下的风力机叶片侵蚀：颗粒碰撞区域和密度的洞见（Re-evaluating Erosion of Wind Turbine Blades in Wind-blown Sand Environments: Insights into Particle Collision Areas and Density）”的研究论文，该研究成果被Journal of Renewable and Sustainable Energy选为Featured (Editor's picks)文章（见图1）。并被AIP（美国物理学联合会）Scilight专题报道（见图2）。本文第一作者和通讯作者为上海理工大学能源与动力工程学院黄豪杰老师，上海理工大学2022级硕士研究生卞叶，上海理工大学2023级硕士研究生仝郭松，兰州大学刘洪佑博士和兰州理工大学王燕教授为共同作者。该研究成果获得上海市自然科学基金（No.24ZR1453300)、国家自然科学基金（No. 12002119, No.52276197)的资助。
据了解，Scilight创办于2017年6月，是美国物理联合会出版社（AIP publishing）出版的网络周刊，致力于挑选AIP发表的物理领域最新的、最具有代表性的文章，简要总结其研究成果，并强调其在该领域的创新性和突破性。Scilight每年从AIP旗下30多个刊物中仅挑选300余篇物理领域内最值得关注的研究成果进行报道。
在风沙环境中，风力机叶片面临着巨大的挑战：不仅有大颗粒撞击叶片表面引起的侵蚀问题，还有小颗粒与叶片碰撞发生沉积带来的影响。这两种现象都会改变叶片表面的空气动力学外形，降低风力机的效率，增加维护和修理成本，并最终可能威胁叶片的结构完整性。深入研究颗粒与叶片碰撞的内在机理，了解叶片表面的碰撞区域和碰撞浓度有助于优化叶片设计，提高风力机在沙尘地区的性能。
《科学之光》专访了黄豪杰老师，并以“Investigating impacts of erosion on wind turbine blades”为题对研究成果进行了报道。该报道指出，“现有研究大多采用结果导向进行风力机叶片气动外形轮廓修正从而分析风力机运行功率损失，而缺少对气动外形轮廓改变的内在机制的深入研究”。黄豪杰老师接受采访时提到，“这项工作能够更详细地理解叶片的侵蚀与颗粒沉积现象，为风力机叶片的维护策略提供科学支持，并帮助运营商制定更精确的维护计划”。基于这些发现，研究团队不仅加深了对颗粒与叶片碰撞机制的理解，还提供了一种可靠的方法来预测侵蚀和沉积，从而提高风力机在沙尘环境中的耐久性和性能。未来，研究团队计划在实际条件下开展实验测试，以进一步验证研究结果的适用性并完善理论模型。
Journal of Renewable and Sustainable Energy论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0231293
AIP Scilight专访报道链接：
https://doi.org/10.1063/10.0034741
