大连理工大学王子宣、卫志军等学者在期刊《Energy》发表这篇题为《Wind speed correction under thrust similarity for an 18-MW FOWT: A wind-tunnel study》（18兆瓦浮式海上风力机推力相似下的风速修正：风洞研究）的论文。该论文聚焦浮式海上风力机（FOWT）缩比模型测试中的一个核心难题——如何在保证水动力（弗汝德数）相似的同时，也能准确模拟气动载荷。

浮式风机在风、浪、流耦合作用下的动态响应非常复杂，模型实验是研究其性能的关键手段。传统实验通常采用弗劳德相似准则来模拟波浪载荷，但这会导致模型雷诺数远低于原型，无法准确反映叶片的气动特性，造成气动载荷失真。过去虽有采用低雷诺数翼型等方法，但往往只能覆盖有限工况或难以模拟动态气动效应。为解决这一矛盾，该研究提出了一种基于“等推力”准则的风速修正思路。其核心是：在严格遵循弗劳德几何缩比的前提下，不改变模型本身，而是通过调整作用在模型上的来流风速，使得模型测得的气动推力与原型目标推力相等。这样一来，就能在波浪池等多物理场耦合实验中，为模型提供更准确的气动载荷输入。

为了量化这一修正，研究团队以一台18兆瓦风机为研究对象，在大连理工大学边界层风洞中进行了系统的实验。他们制作了1:110的缩比模型，并测试了仅塔筒机舱（TN）和完整风机（TNHB）两种构型在不同风速和桨距角下的推力。通过热线风速仪(大连航华CTA04 Edu)和三维力传感器采集数据，并进行了严格的不确定度分析。基于实验数据，他们建立了推力关于风速的二次代理模型，进而反推出在每一个目标推力下，模型所需的风速修正系数K。

实验结果揭示了风速修正系数K随工况变化的规律。研究发现，K的变化呈现出两个明显的区域：在低风速区（8-13米/秒），由于雷诺数不匹配导致的粘性效应影响显著，需要较大的风速修正（K ≥ 2.5），称为“雷诺惩罚区”。而在较高风速区（13-25米/秒），气流趋于稳定，压力驱动成为主导，粘性惩罚减弱，所需修正系数明显减小（K = 1~2.5），并随着风速增加单调下降、趋近于1，称为“修正收敛区”。研究还分析了阻塞效应的影响并进行了相应修正。最终验证表明，应用修正后的风速，模型产生的推力与目标推力吻合良好。

该研究发现：通过引入基于等推力准则的风速修正系数K，可以在不改变模型几何、保持弗劳德水动力相似的基础上，有效补偿雷诺数不匹配带来的气动载荷偏差，显著提升浮式风机模型实验中气动载荷的保真度。这种方法为浮式风机复杂的多物理场耦合模型测试提供了更准确的输入参数，有助于优化设计并推动其技术发展。未来工作可进一步将修正方法扩展到动态变桨和更真实的海洋环境流场中。本文作者王子宣获得航华奖学金。

[1] WANG Z, WEI Z, LIU P et al. Wind speed correction under thrust similarity for an 18-MW FOWT: A wind-tunnel study[J/OL]. Energy, 2026, 342(October 2025): 139699. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139699. DOI:10.1016/j.energy.2025.139699.