甘肃省风力机工程技术研究中心在中国科学院胡文瑞院士带头组建的“兰州理工大学风能技术研究中心”的基础上，于2007年经甘肃省科技厅批准依托兰州理工大学建立。中心拥有200m的风力机计算实验室，900m的甘肃省风力机工程技术研究中心风洞实验室。中心现有专职人员15人，先后承担国家“973”课题3项、国家“863”课题4项、国家自然科学基金项目4项，以及甘肃省重大专项、甘肃省科技攻关、甘肃省省长专项等省部级项目10项，承担横向项目十余项，目前在研项目十余项。中心于2008年创办了国家目录外的“风能与动力工程”本科专业（2013年专业名称调整为“新能源科学与工程”），形成了博士、硕士、学士多层次的人才培养体系，成为国内较少的风电人才培养基地之一。

主要的研究方向：兆瓦级风力机叶片研发；垂直轴风电机组研发；叶片加工制造工艺研究；风力机外场及风洞实验研究；风力机叶片质量检测技术；风力机气动模型研究；风力机CFD数值仿真及性能预测；叶片气动优化设计方法研究；叶片气动优化设计及校核软件开发；流固耦合及结构动力学研究。

主要研究成果：提出了水平轴风力机风轮变环量气动计算理论；根据变环量气动理论，建立了叶片优化气动设计方法；建立了大型风力机翼型数据库；开发了叶片气动优化设计程序；提出了一种非线性尾流结构模型，并开发了计算程序；开发了精确制造叶片的计算程序；设计并制造了大型风力机模型风轮；得到了有效的风力机流场数值模拟与性能预测方法；建立了风力机外场实验数据库。

中心以大型风力机的风轮为突破口，设计出了具有我国自主知识产权的大型风力发电机组，并在甘肃省景泰县建立了国内第一个风力机外场实验平台。

 

 

1.代表性项目成果:

承担国家973课题3项；863课题4项；国家自然科学基金9项；国家星火计划重点项目1项；国际合作项目1项。

另外还承担各类省部级项目10余项，横向项目10余项。

累计科研进款：2300余万元；近三年累计科研进款629.7万元。详细如下:

1）国家973课题3项；

大型风力机高性能叶片的气动气弹与气动声学综合分析研究（2007CB714605），

624.7万元，李仁年

风力机非定常流动机理和流场结构实验研究（2007CB714602），156万元，李仁年

风力机非定常空气动力学机理和高精度数值模拟研究（2014CB046201），170万元，李仁年

2）863课题4项；

前端调速式风电机组设计制造关键技术研究（2012AA052901），50万元，李仁年

前端调速设计制造技术（2012AA052902），30万元，李仁年

前端调速同步式风电机组并网技术研发（2012AA052903），20万元，李仁年

先进翼型族气动数据粗糙度敏感性研究（863子课题），20万元，李仁年

3)国家星火计划重点项目1项；

农村太阳能恒温沼气-风电集成技术开发与示范（2010GA860004），30万元，李金平

4)国际合作项目1项。

5）国家自然科学基金9项

自然条件（外场条件）下水平轴风力机风轮和叶片的气动特性研究（11262011），

52万元，杨从新；

风沙环境下风力机的气动性能预估及气固两相流动特性研究（51166009），

49万元，李德顺；

水平轴风力机尾流结构及其对风电场布局影响的研究（1162009），50万元，杨瑞

西北典型风资源环境下大型风力机组动态特性问题研究（51165019），51万元，

赵荣珍；

基于载荷条件及失效相关的风电齿轮箱寿命建模（51265025），50万元，安宗文；

风沙流中湍流与沙粒运动的相互影响研究（11362010），45万元，马高生；

具有非线性的大型风力机变桨距电液数字控制系统的研究（51365028），48万元， 魏列江；

寒旱地区多种可再生能源互补的热泵系统性能研究（51166008），49万元，张东；

含大规模高集中度风电场的电网中电压跌落演化与传播机理以及随机预估方法研究（51267012），52万元，陈伟；

6）代表性横向项目

5kW垂直轴风电机组设计，200万元，杨从新

2.代表性成果(已鉴定):

 

代表性成果名称	完成单位排序	本中心固定人员参加人数
水平轴风力机转轮的空气动力学设计与校核子系统V1.0	兰州理工大学	13
风力机转轮空气动力学（下简称‘气动’）设计的目的是：根据机组安装地的风况及有关气象条件，采用有关的空气动力学原理与方法，给出一个能发出规定出力与年可用电量的，且转轮直径与实度尽可能小的转轮几何特性与气动特性等参数，达到此目的关键是具备一种较准确的转轮气动性能（尤其是其风能利用系数）计算方法。 本软件所提出的水平轴风力机转轮气动与校核子系统由九部分构成,基本上涵盖了转轮气动计算的各环节(尚未涉及叶片的气动弹性计算和转轮的偏航计算)。该软件的功能较完备，且操作简便，它的设计结果数据可为机组其它部件的设计，叶片的制造，以及机组运行的分析提供依据。

 

代表性成果名称	完成单位排序	本中心固定人员参加人数
非线性尾流气动结构计算软件	兰州理工大学	13
提出一种用势流解法来确定所谓的“非线性”尾流结构的方法。在该方法中涡系诱导速度的三个坐标分量对尾流气动结构的影响都被考虑到，因而得到接近实际的扩散状旋涡尾流。文中首先参照有限翼展机翼理论建立了一个由轴涡（中心涡），附着涡及尾涡组成的转轮气动摸型。然后利用势流理论中的比奥-沙伐公式推导出用来计算涡系在尾流任意点处的三个诱导速度分量的积分方程，并且用数值解法求得诱导速度，进而求出转轮后的微元尾涡涡束的轨迹及尾流边界。 本软件所提出的水平轴风力机转轮非线性尾流气动结构计算软件由十二部分构成,涵盖了转轮尾流气动结构计算的各环节(如尾流轨迹、尾流边界、叶片处及尾流区诱导速度求解等等)。该软件的功能较完备，且操作简便，计算结果可为风轮及机组其它部件的设计，以及机组运行的分析提供依据。

 

代表性成果名称	完成单位排序	本中心固定人员参加人数
风力机外场综合实验	兰州理工大学	13
搭建了国内第一个系统的风力机外场实验平台，提出了风力机叶片表面压力、来流参数、风轮外特性参数、风力机尾流速度场综合测量方法，开展了风力机的外场实验研究，形成了实验数据库。

 

代表性成果名称	完成单位排序	本中心固定人员参加人数
前端调速式风电机组设计制造关键技术研究	兰州电机厂、兰州理工大学、兰州交通大学	13
由兰州电机厂牵头，兰州理工大学和兰州交通大学参与，开展的国家863项目“前端调速式风电机组设计制造关键技术研究”，解决了相关关键技术难题，机组已由兰州电机厂规模化生产，并在民勤等地风场规模化装机并网发电。

 

 

3.代表性论文:

 

近些年总计发表论文70余篇，其中SCI、EI收录40余篇。近三年29篇，其中SCI、EI收录23篇。主办学术会议2次，参加国际、国内学术会议16人次。部分代表性论文列举如下：

 

序号	名称	作者及 排  序	刊物名称及影响因子、出版社
01	大型近海水平轴风力机转轮的空气动力学优化判据	程兆雪、李仁年、杨从新	应用数学和力学
02	A HYBRID METHOD TO DESIGN THE WIND TURBINE ROTOR	杨从新  等	MODERN HYSICS LETTERS B
03	RESEARCH OF THE ROTATIONAL EFFECTS ON THE BOUNDARY LAYER OF WIND TURBINE BLADES	杨瑞  等	MODERN HYSICS LETTERS B
04	一种水平轴风力机叶片气动外形优化设计方法	李仁年，司小冬	太阳能学报
05	基于外场实验的风力机叶片三维效应研究	李德顺，李仁年	应用数学和力学
06	The Study of Wake and Array of Double Wind Turbine	杨瑞	Applied Mechanics and Materials
07	尾缘改型对风力机翼型性能的影响研究	李仁年，袁尚科	空气动力学学报