蒙建國，王凱，任其科，趙祥，耿滔，姜合群

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

風(fēng)能利用率[1]是評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要指標(biāo)，風(fēng)力發(fā)電在可再生能源領(lǐng)域中占據(jù)極其重要的地位，相對于2001年底來看，由GWEC統(tǒng)計2019年全球風(fēng)力機(jī)裝機(jī)增長超過26倍，風(fēng)力發(fā)電成為目前最具潛力、前景光明的發(fā)電方式之一.中國在2019年底成為全球陸地風(fēng)電累積裝機(jī)容量的榜首，中國風(fēng)電發(fā)展領(lǐng)先.2020年北京國際風(fēng)能大會上發(fā)表《風(fēng)能北京宣言》[2]，提出在“十四五”規(guī)劃中提高對風(fēng)機(jī)裝機(jī)數(shù)量.相對于煤炭發(fā)電方式來說風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)能利用率較低，最高的風(fēng)能利用率不會超過59.3%，而風(fēng)力機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要部件，對風(fēng)力機(jī)葉片的研究對風(fēng)力機(jī)的性能具有很大的作用.

關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片綜述類文章，大多數(shù)以作者的主觀認(rèn)識進(jìn)行分析，缺乏整體的數(shù)據(jù)支持，為對目前發(fā)表的科研文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，解決缺乏客觀的實在性問題，本文基于信息可視化CiteSpace軟件[3，4]檢索中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫2011～2020年間發(fā)表在CNKI“全部期刊”和“博碩士”，以風(fēng)力機(jī)葉片為主題，采用高級檢索方式，共搜索2011年1月1日至2020年12月31日期間相關(guān)中文文獻(xiàn)4 627篇，將相關(guān)的會議信息、雜志介紹等非學(xué)術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)，最后得到有效文獻(xiàn)共4 467篇.針對年度風(fēng)力機(jī)論文數(shù)量產(chǎn)出、風(fēng)力機(jī)葉片相關(guān)研究熱點(diǎn)、高頻關(guān)鍵詞、研究代表組織、研究代表學(xué)者等相關(guān)信息開展分析，獲得相應(yīng)的信息圖譜.對風(fēng)力機(jī)葉片涉及研究內(nèi)容與關(guān)鍵詞等文獻(xiàn)進(jìn)行匯總，了解目前的風(fēng)力機(jī)葉片的研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢及存在的問題[5，6]，明確前進(jìn)方向，對促進(jìn)我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實意義.

1 檢索結(jié)果及討論

1.1 檢索文獻(xiàn)的時間分布特點(diǎn)

從文獻(xiàn)檢索的角度來看，相關(guān)研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量及發(fā)表時間分布特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠相對客觀的反映該行業(yè)及學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)程，國內(nèi)學(xué)者以“風(fēng)力機(jī)葉片”為主題的相關(guān)文獻(xiàn)年度產(chǎn)出(學(xué)術(shù)及學(xué)位論文)如圖1所示，在2011～2013年期間呈上升趨勢，2013～2014年期間相對來說有下降趨勢，在2014年～2020年論文發(fā)表數(shù)量成上升趨勢.2011～2020年10年期間2020年發(fā)表的論文數(shù)量最多(690篇)，2011年發(fā)表的論文數(shù)量最少(244篇).由此可見，近十年來伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，全國各地對新能源技術(shù)[7]的大力支持及研究人員對風(fēng)力機(jī)葉片的理論積累、研究及實驗經(jīng)驗，使我國風(fēng)力機(jī)葉片的研究整體趨勢呈現(xiàn)相對增長態(tài)勢.

圖1 2011～2020年我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片研究論文整體產(chǎn)出

從研究風(fēng)力機(jī)葉片論文整體的產(chǎn)出數(shù)量所示分析，能夠間接地反映出我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r及開展的相關(guān)研究情況，目前我國對風(fēng)力機(jī)葉片性能的研究正處于穩(wěn)步增長的階段，對風(fēng)力機(jī)這一行業(yè)的發(fā)展研究進(jìn)程具有很大的現(xiàn)實意義.

1.2 檢索文獻(xiàn)2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片關(guān)鍵詞可視化分析

論文通過CiteSpace可視化軟件中的高頻詞探測技術(shù)算法分析進(jìn)行關(guān)鍵詞的頻數(shù)分析，依靠變化趨勢預(yù)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢和研究內(nèi)容，將時間切片設(shè)置為2，將篩選的年限分為5個時區(qū).節(jié)點(diǎn)采用Keyword類別進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)軟件分析后獲得風(fēng)力機(jī)葉片研究可視化研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞圖譜，如下圖2所示，通過關(guān)鍵詞圖譜可以較明確的反映出近十年來我國研究機(jī)構(gòu)及領(lǐng)頭學(xué)者關(guān)于風(fēng)力機(jī)葉片的前沿術(shù)語和研究方向，間接的反映出目前風(fēng)力機(jī)葉片的研究領(lǐng)域.

由關(guān)鍵詞可視化圖譜(圖2)及高頻關(guān)鍵詞(表2)可知，以“風(fēng)力機(jī)葉片”為主題，時間為2011～2020年，檢索該研究領(lǐng)域內(nèi)主要高頻研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞有：風(fēng)力機(jī)葉片、數(shù)值模擬、氣動性能、翼型、葉片優(yōu)化設(shè)計、流固耦合、復(fù)合材料、CFD等.

圖2 2011～2020年我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片關(guān)鍵詞熱點(diǎn)圖譜

表1 2011～2020年風(fēng)力機(jī)葉片研究高頻關(guān)鍵詞

(1)風(fēng)力機(jī)葉片

風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵部位，葉片的形狀、尺寸和數(shù)量直接影響到風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電能的工作效率.根據(jù)葉片的不同數(shù)量可分為單片、兩葉片、三葉片和多葉片等，如圖3所示.目前大多數(shù)的風(fēng)力機(jī)采用三葉片，個葉片之間帶動效果明顯.此外風(fēng)力機(jī)葉片在一定的情況下會發(fā)生失效現(xiàn)象，而造成失效情形有很多原因，在南方地區(qū)由于在海上，風(fēng)機(jī)葉片常受到鹽霧腐蝕、海浪載荷、海冰沖撞、臺風(fēng)破壞，在西北地區(qū)的陸上風(fēng)機(jī)葉片覆冰冰凍、風(fēng)沙沖蝕、颶風(fēng)疲勞破壞等，王健等[8]人通過葉片縮微模型實驗明確了運(yùn)行狀態(tài)下風(fēng)力機(jī)葉片與沙粒之間的相互作用方式及沖蝕磨損機(jī)理,張亞楠、周勃等[9，10]對風(fēng)力機(jī)葉片的疲勞損傷做了進(jìn)一步研究.

圖3 根據(jù)風(fēng)力機(jī)葉片數(shù)目分類

(2)數(shù)值模擬

數(shù)值模擬在近幾年對于大型機(jī)械的研究逐漸深入，計算機(jī)技術(shù)與科技的進(jìn)步，對于風(fēng)力葉片的分析也不在只局限于通過現(xiàn)場試驗得出相應(yīng)結(jié)論，為了應(yīng)對風(fēng)力機(jī)葉片在不同的狀況下性能及特性的分析，一些專門的仿真分析軟件應(yīng)運(yùn)而生，為風(fēng)力機(jī)葉片領(lǐng)域的研究提供了便捷.ANSYS有限元軟件[11]的應(yīng)用較為廣泛，其中有的FLUENT及CFX模塊為研究風(fēng)力機(jī)葉片在不同工況下的氣動特性、沖蝕、塔影效應(yīng)、翼型、葉片優(yōu)化設(shè)計等方面提供了便利，而在其WORKBENCH模塊之中研究風(fēng)力機(jī)葉片的疲勞強(qiáng)度、損傷、振動特性等方面提供了便捷.

(3)氣動性能

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的空氣動力學(xué)特性是由葉片的幾何形狀決定的，葉片氣動特性計算的準(zhǔn)確性，將直接影響葉片的氣動性能和結(jié)構(gòu)安全，李巖等[12]專家運(yùn)用風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬方法進(jìn)行葉片結(jié)冰狀態(tài)下葉片的氣動性能變化.風(fēng)力機(jī)的氣動特性會受到葉片翼型、風(fēng)向等因素的影響，風(fēng)切變、風(fēng)剪向、紊流、湍流等對風(fēng)力機(jī)葉片的損傷很大，在一定程度上會對葉片的氣動特性產(chǎn)生一定的影響.我國陸地風(fēng)場大多處于高海拔地區(qū)，受冰凍影響較為嚴(yán)重[13，14]，影響著機(jī)組的氣動性能及設(shè)備安全.因此，對于風(fēng)向的研究也是風(fēng)力機(jī)葉片領(lǐng)域的重點(diǎn).

(4)翼型

風(fēng)力機(jī)葉片的氣動特性很大程度上取決于風(fēng)力機(jī)所采用的翼型,對于研究翼型的性能對風(fēng)力機(jī)葉片的氣動特性具有重要意義，其結(jié)構(gòu)由前緣、尾緣、上表面和下邊面組成，如圖4所示.在大型風(fēng)力機(jī)葉片研究中，吳友健、李焜林等[15，16]人利用Fluent模型對風(fēng)力機(jī)葉片翼型氣動性能進(jìn)行了數(shù)值計算；與此同時當(dāng)不同時速的風(fēng)通過相同的翼型時會產(chǎn)生不同的繞流現(xiàn)象，而在相同風(fēng)速條件下，翼型迎角的大小的改變會導(dǎo)致翼型壓差阻力[17]的改變；王穎[18]對大型風(fēng)力機(jī)葉片翼型進(jìn)行分析得到相關(guān)參數(shù)，經(jīng)計算后應(yīng)用于其他翼型的氣動分析中.

圖4 風(fēng)力機(jī)翼型組成

(5)葉片優(yōu)化設(shè)計

風(fēng)力機(jī)葉片使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部位，風(fēng)力機(jī)葉片的優(yōu)化涉及到風(fēng)力機(jī)葉片的扭角、弦長、相對厚度的分布、翼型、葉片的涂層材料[19]、疲勞強(qiáng)度、沖蝕損傷檢測等諸多方面，任孔明、黃琬婷、李強(qiáng)、金哲巖、楊陽針等[20-23]人對不同型號的風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行多方面的研究，通過模態(tài)試驗尋找出風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在一定條件下最佳的葉片優(yōu)化配比，從而使風(fēng)力機(jī)葉片來適應(yīng)風(fēng)沙、鹽霧、結(jié)冰等不同境況.現(xiàn)今應(yīng)用較為廣泛的使利用風(fēng)洞實驗[24]以及模態(tài)試驗[25]進(jìn)行葉片的優(yōu)化設(shè)計.因此其葉片的優(yōu)化，為風(fēng)力機(jī)發(fā)電效能的提升、后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的降低、風(fēng)場收益具有重大意義.

(6)流固耦合

風(fēng)力機(jī)葉片在流場中運(yùn)行工作，其受到流場環(huán)境的影響會發(fā)生一定的性能和行為變化，反過來風(fēng)力機(jī)葉片的位形同樣會對流場產(chǎn)生一定的影響.例如西北地區(qū)風(fēng)場中風(fēng)沙環(huán)境、風(fēng)速變化、覆冰現(xiàn)象，南方海上的鹽霧、海浪、海冰沖撞、臺風(fēng)等會對風(fēng)力機(jī)葉片的應(yīng)力應(yīng)變、葉片載荷、疲勞強(qiáng)度、振動頻率等葉片氣動特性產(chǎn)生變化[26-33]，相反葉片的氣動特性變化會使流場產(chǎn)生繞流、紊流、湍流現(xiàn)象，現(xiàn)階段大量的風(fēng)力機(jī)葉片特性與流場條件的流固耦合實驗對風(fēng)力機(jī)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用.

(7)復(fù)合材料

西北及北部地區(qū)風(fēng)力資源十分豐富，但其環(huán)境卻十分的惡劣，冰凍、風(fēng)沙天氣十分常見，風(fēng)力機(jī)葉片涂層在此條件下遭受到發(fā)生嚴(yán)重的沖蝕磨損，使風(fēng)力機(jī)發(fā)電效率下降嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片的斷裂，導(dǎo)致風(fēng)場對葉片的維護(hù)成本升高.由于現(xiàn)已知材料眾多，張立、趙科等[34-42]人為找到合適的材料來解決風(fēng)沙對葉片沖蝕磨損、冰凍對葉片的疲勞破壞選擇不同的復(fù)合材料作為葉片的成型材料或涂層進(jìn)行了大量的風(fēng)洞實驗及數(shù)值模態(tài)分析及實驗.

(8)CFD

CFD是Computational Fluid Dynamics的縮寫，即計算流體動力學(xué)，在風(fēng)力機(jī)葉片研究領(lǐng)域常用的分析軟件由FLUENT與CFX[43]，常將風(fēng)力機(jī)葉片與流體力學(xué)結(jié)合起來，將固體部分進(jìn)行離散化做一些關(guān)于風(fēng)力機(jī)葉片的流固耦合特性進(jìn)行數(shù)值模態(tài)分析，例如閻超、劉陳、許小明等[44-47]人利用CFD技術(shù)對風(fēng)力機(jī)葉片三維模型進(jìn)行氣動特性、熱流計算、振動頻率等進(jìn)行模態(tài)實驗，對風(fēng)力機(jī)葉片的特性分析以及葉片的優(yōu)化設(shè)計提供了便捷途徑.

從高頻關(guān)鍵詞可以看出：我國科研工作者針對風(fēng)力機(jī)葉片的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要是圍繞風(fēng)力機(jī)葉片的模態(tài)分析、氣動特性和葉片優(yōu)化設(shè)計過程中存在的實際問題和關(guān)鍵點(diǎn)開展研究，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及可再生能源領(lǐng)域具有重要的理論和現(xiàn)實意義[48，49].

1.3 檢索文獻(xiàn)2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片研究作者及組織可視化分析

此階段選用作者為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，時間切片為2，分為5個時間段，篩選Top 30進(jìn)行可視化分析，經(jīng)可視化分析獲得風(fēng)力葉片領(lǐng)軍人物的圖譜，該領(lǐng)域的作者節(jié)點(diǎn)相對密集，連線較多，表征了團(tuán)隊領(lǐng)頭人之間的聯(lián)系很密切，主要形成了分別以李春、汪建文、王同光等人為首的風(fēng)力機(jī)葉片研究團(tuán)隊，拓寬并重構(gòu)著風(fēng)力機(jī)葉片研究的版圖，為其研究注入著新鮮血液和能量，如圖5所示.其中對于在風(fēng)力機(jī)葉片領(lǐng)域的研究中，李春的發(fā)文量位居榜首，汪建文發(fā)文量位于第二位，表明了李春、汪建文等在風(fēng)力機(jī)葉片研究領(lǐng)域中具有較高的學(xué)術(shù)影響力.

對研究風(fēng)力機(jī)葉片的組織進(jìn)行熱點(diǎn)分析能夠相對準(zhǔn)確的掌握風(fēng)力機(jī)葉片研究組織的影響力和分布的特點(diǎn).通過選用組織當(dāng)做節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行分析，計算后得到2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片的研究組織可視化圖譜，如圖6所示.

從長期的發(fā)展進(jìn)程來看，大學(xué)一直是各類研究的重點(diǎn)場所，風(fēng)力機(jī)葉片領(lǐng)域的研究在大學(xué)場所中在得到知識配置層幫助的同時，還能夠獲得相當(dāng)大的裝備、資源、人力和財力的支持.目前來看風(fēng)力機(jī)葉片的研究組織周要集中在不同地區(qū)的高校，發(fā)文量較多的組織分別是內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能源與動力工程學(xué)院、上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院、中國科學(xué)院工程熱物理研究所、南京航空航天大學(xué)、江蘇省風(fēng)力機(jī)設(shè)計高技術(shù)研究重點(diǎn)實驗室、重慶大學(xué)機(jī)械傳動國家重點(diǎn)實驗室、蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院、新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院、風(fēng)能太陽能利用技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實驗室、廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院、華北電力大學(xué)能源動力與機(jī)械工程學(xué)院、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院、上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院、長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院等高等教育單位為首的組織，如表2.

圖5 2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片研究作者

圖6 2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片的研究組織可視化圖譜

整合我國風(fēng)力機(jī)葉片的研究組織可視化圖譜及風(fēng)力機(jī)葉片研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計表對高產(chǎn)的組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行學(xué)術(shù)分析，獲取其組織的主要研究方向及范圍，分析如下：

(1)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能源與動力工程學(xué)院在“風(fēng)力機(jī)葉片”研究領(lǐng)域發(fā)文量是最多的是汪建文團(tuán)隊，其次是馬劍龍團(tuán)隊，兩個團(tuán)隊在對風(fēng)力機(jī)葉片研究上聯(lián)系密切，汪建文團(tuán)隊在風(fēng)力機(jī)葉片的葉片應(yīng)力應(yīng)變、風(fēng)力機(jī)性能上研究較廣，相對有前者，馬劍龍團(tuán)隊近些年在風(fēng)力機(jī)葉片研究更加深入，團(tuán)隊在基于不同入流方式對葉片氣動性能及葉片壓力分布影響的數(shù)值分析研究[50]；還針對于翼型的凹變結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，應(yīng)用于葉片剛度、阻尼比和固有頻率的改進(jìn)，為翼型族的進(jìn)一步發(fā)展提供了新思路[51]；利用高頻PIV方法進(jìn)行了尾跡流場特征的實驗,獲得了尾跡膨脹、葉尖渦耗散與來流風(fēng)速、接入負(fù)載、偏航角度間變化規(guī)律，為進(jìn)一步研究提供了參考價值[52]，與此同時在風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計，模態(tài)數(shù)值分析、翼型設(shè)計[53-54]等方面提供了大量的借鑒技術(shù).

表2 2011～2020年風(fēng)力機(jī)葉片研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計表

(2)上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院在“風(fēng)力機(jī)葉片”研究領(lǐng)域發(fā)文量最多的是李春團(tuán)隊，該團(tuán)隊對風(fēng)力機(jī)葉片分析運(yùn)用的方式是數(shù)值模擬方法.利用風(fēng)力機(jī)葉片的有限元模型，通過改變?nèi)~片的翼型、尾緣、葉片結(jié)構(gòu)、涂層及復(fù)合材料等，采用CFD方法獲得葉片的振動性能、彎扭耦合變形量、模態(tài)特性、力學(xué)性能等對風(fēng)力機(jī)性能影響較大的因素.

(3)蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院在“風(fēng)力機(jī)葉片”研究領(lǐng)域發(fā)文量最多的是李仁年團(tuán)隊，依托于國家重點(diǎn)研究發(fā)展(973)計劃，對風(fēng)力機(jī)葉片在不影響整體性能的前提下進(jìn)行簡化處理，得出風(fēng)力機(jī)葉片氣動彈性的7個基本假設(shè)[58]；依托于Wilson理論,采用Matlab對風(fēng)力機(jī)氣動外形設(shè)計程序,將葉片弦長、扭角進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，滿足葉片幾何參數(shù)的優(yōu)化方程，實現(xiàn)了葉片的優(yōu)化[59]；同時為改進(jìn)風(fēng)力機(jī)氣動計算方法——Glauert理論，其團(tuán)隊利用1.5 MW風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行氣動外形設(shè)計,進(jìn)行氣動模型、尾流模型計算得出優(yōu)化設(shè)計模型，新的水平軸風(fēng)力機(jī)葉片大大提高了風(fēng)力機(jī)的氣動性能[60].

(4)南京航空航天大學(xué)江蘇省風(fēng)力機(jī)設(shè)計高技術(shù)研究重點(diǎn)實驗室在“風(fēng)力機(jī)葉片”研究領(lǐng)域發(fā)文量是最多的是王同光團(tuán)隊，利用NH1500葉片二維實體模型在ANSYS/LS-DYNA建立冰雹以及風(fēng)力機(jī)葉片截面抗冰雹沖擊數(shù)值模擬，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，有效提高葉片前緣的抗沖擊能力[61]；闡述了采用CFD方法計算下2 MW風(fēng)力機(jī)不同葉尖構(gòu)型對風(fēng)力機(jī)葉片氣動性能具有不同的影響，其認(rèn)為壓力面加裝小翼是綜合較優(yōu)的葉尖改型方式，為風(fēng)力機(jī)葉尖小翼工程設(shè)計提供了參考[62]；同時研究了非定常氣動特性在三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的方法計算比在二維基礎(chǔ)上的計算結(jié)果更佳明顯[63].

除上述5個團(tuán)隊來說，還有一些組織對海上風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行了深刻的研究，例如大連理工大學(xué)對海上浮式風(fēng)機(jī)葉片的氣動彈性、空氣動力載荷、葉片外形優(yōu)化設(shè)計及模態(tài)分析進(jìn)行了大量的實驗[64-68].

此外利用CiteSpace可視化軟件對研究組織在Timezone中進(jìn)行時區(qū)劃分，獲得了在不同時間段中主要的研究組織的分布如圖7所示.

1.4 檢索文獻(xiàn)2011～2020年我國風(fēng)力機(jī)葉片研究熱點(diǎn)

利用CiteSpace可視化軟件對熱點(diǎn)關(guān)鍵詞在Timezone中進(jìn)行時區(qū)劃分，得到在不同時間段期間的研究熱點(diǎn)[69]，如圖8所示，在2011～2012年風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的氣動特性、數(shù)值模擬、遺傳算法優(yōu)化設(shè)計、葉片優(yōu)化設(shè)計成為當(dāng)時的主流；2013～2016年風(fēng)力機(jī)葉片的流固耦合、固有頻率、三維建模等分析逐漸深入；2017年后對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)性能、涂層材料選擇、環(huán)境因素影響、葉片優(yōu)化設(shè)計、風(fēng)洞實驗等研究更加深入.通過在不同時間段風(fēng)力機(jī)葉片不同的熱點(diǎn)研究，能夠掌握風(fēng)力機(jī)葉片的發(fā)展進(jìn)程，對風(fēng)力機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供必要的理論知識和技術(shù)支持，為更好的提升對可再生能源的利用提供參考.

圖7 2011～2020年研究組織的時區(qū)域圖

圖8 2011～2020年熱點(diǎn)關(guān)鍵詞的時區(qū)域圖

2 結(jié)論

1)我國對新能源技術(shù)提供了大量的政策支持，近十年來的時間里，以“風(fēng)力機(jī)葉片”為主題的論文發(fā)表數(shù)每年平均由446.7篇發(fā)表，表現(xiàn)出良好的上升趨勢，研究進(jìn)程分為穩(wěn)定增長(2011～2014年)和急劇增長(2015～2020年)2個階段.

2)根據(jù)風(fēng)力機(jī)葉片高頻關(guān)鍵詞、研究組織及作者可以看出，近十年來主要形成了分別以李春、汪建文、王同光等人為首的風(fēng)力機(jī)葉片科研組織，依托高校完善的知識配置體系和國家政策的支持，圍繞風(fēng)力機(jī)葉片的數(shù)值模擬分析、氣動特性、翼型、葉片優(yōu)化設(shè)計、流固耦合、涂層復(fù)合材料的選擇、有限元分析、沖蝕磨損、疲勞損傷等熱點(diǎn)問題進(jìn)行研究，各團(tuán)隊在風(fēng)力機(jī)葉片領(lǐng)域具有各自的特色，地域性研究明顯，但團(tuán)隊之間存在著一定的聯(lián)系，拓寬并重構(gòu)著風(fēng)力機(jī)葉片研發(fā)領(lǐng)域的版圖，為風(fēng)力機(jī)葉片研究注入著新鮮理論構(gòu)想及新實踐思維，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及可再生能源領(lǐng)域提供了重要的理論知識與實踐技術(shù)支持.

3)今后風(fēng)力機(jī)的發(fā)展進(jìn)程會進(jìn)一步加快，葉片優(yōu)化設(shè)計、風(fēng)洞數(shù)值模態(tài)分析實驗、葉片涂層材料選擇、葉片的疲勞損傷實驗等將成為對風(fēng)力機(jī)研究的主要潮流，為我國在可再生能源的利用上提供更加有效地技術(shù)支持，為進(jìn)一步解決實際自然條件對風(fēng)力機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中面臨的困難提供了必要的實踐基礎(chǔ).