從廣袤草原到遼闊海域，一座座“大風車”日夜不息，將無形的風轉化為清潔能源。然而，復雜氣候引發氣流波動，對百米長風力發電機葉片產生巨大沖擊力，引發顫振，不僅影響發電效率，還會對葉片結構造成損傷。?

內蒙古工業大學能源與動力工程學院馬劍龍教授團隊，長期針對傳統風力機葉片結構不穩定、風力渦輪機效率低、使用壽命短等方面開展研究，提出了一種基于混合雙向協同約束多目標優化算法的風力機葉片翼型優化方法，可有效提升風力機葉片空氣動力學和抗顫振性能，為未來風力機葉片設計提供重要參考和技術支持。相關研究成果發表于國際期刊《能源轉換與管理》??。

圖1 葉片翼型分布圖

圖2 風力機示意圖/翼型網格劃分

圖3 葉片吸力面與壓力面壓力云圖對比

葉片設計技術是風力發電技術升級的核心。馬劍龍團隊采用混合翼型輪廓設計，將不同跨度位置的翼型組合，通過提升葉片翼型的扭轉剛度與空氣動力學性能，保持高升阻比，減輕葉片顫振性并增強結構穩定性。同時開發的混合雙向協同約束多目標進化算法，從可行與不可行區域雙向搜索，在復雜優化問題中表現優越。以NREL 5MW葉片為例，研究對18%、21%、25%厚度的翼型進行優化，經計算流體動力學與氣動彈性分析驗證，優化后葉片升阻比與結構穩定性顯著提升。

此外，團隊采用優化后的非均勻B樣條曲線對翼型幾何參數化建模，創新性融合氣動與結構設計，以升阻比與極慣性矩為目標函數、約束翼型最大厚度進行優化，無需依賴昂貴新材料即可提升翼型的穩定性，降低了風力發電的建設與運維成本，提升了項目經濟效益。

該研究獲得國家自然科學基金、自治區自然科學基金、自治區科技計劃項目等支持，為風機葉片的設計、制造和使用提供重要的理論支撐。下一步，該研究成果將應用于實際生產，推動行業向更大單機容量、更高發電效率方向邁進，為全球清潔能源產業規?；l展與可持續推進注入動力。