刘罗勤  (特任教授)

博士生导师 硕士生导师

电子邮箱:

职务:Assistant Professor

学历:博士研究生毕业

办公地点:西区力一楼520

联系方式:luoqinliu@ustc.edu.cn

学位:博士

毕业院校:北京大学

学科:力学

研究方向

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研究方向

[1]

大气边界层是指大气层底部直接受地表影响的旋转湍流边界层,是自由大气与地表进行质量、动量和能量交换的区域,也是风机和风电场实现风能利用的场所。由于剪切力、浮力和科氏力的相互作用,大气边界层的湍流结构极其复杂,其理论预测往往局限于表面层的平均风速。风能利用的持续发展使得风机尺寸不断增大,未来风机叶片将主要运行在表面层以上区域,因此对表面层上湍流风特性的研究已经成为风能科学研究的前沿热点和难点问题。本项目将主要借助于理论分析和数值模拟手段,研究不同大气稳定度条件下的大气边界层结构和湍流风特性,相关结果将有望推动风能应用、天气预报、气候模拟等多个研究领域的进展。


[2]

风机是将大气边界层内的风能转化为电能的旋转机械设备,面临来流条件多样性、叶片绕流复杂性、气动弹性耦合性等空气动力学难题。风机气动特性直接决定风机风能利用效率和气动载荷大小,是风能研究的热点和难点。风机气动力理论通常包含三个层次:速度和压力表征的压力层次,涡量和压力梯度表征的结构层次,涡量梯度表征的因果层次。前者难以揭示气动力的物理来源;中者对流场数据精度要求极高;后者既能刻画流动结构对气动力的定量贡献,又能放宽对流场数据的精度要求,因此成为气动力理论的主流和热点。本项目将重点研究风机气动力的结构层次理论,相关结果将对风能应用、航空航天、流体机械等众多应用领域都具有重要意义。


[3]

为应对气候变化和实现可持续发展,风能将成为未来世界能源的主要来源之一。风电场流动是典型的时空多尺度湍流问题。一方面,大气边界层风特性主导风电场的流动结构及其发展、演变过程;另一方面,大型风电场产生的巨大扰动会影响和改变大气层的整体结构和特性,甚至可对局地气象、环境产生影响。因此,风机和风电场流动的研究不但对风能应用具有重要意义,而且对大气环流、天气预报、气候模拟等研究具有重要参考价值。本项目将主要借助于理论分析和数值模拟手段,研究大气稳定度对风机和风电场流动的影响。相关研究结果不但可以推动空气动力学、气象学、结构力学等多个学科的发展,而且将促进风能在全世界范围内的广泛利用