国家重点研发计划项目“政府间国际科技创新合作”重点专项——“塔式太阳能定日镜结构风荷载脉动特性及其风致振动特性研究”项目，由长安大学牵头，联合太阳能光热联盟常务副理事长单位——中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、中国电力工程顾问集团国际工程公司和西班牙易安国际公司4家单位，合作开展塔式太阳能光热电站定日镜结构体系风致灾变机理研究。项目团队通过发挥多领域专家与多学科交叉优势，旨在攻克当前塔式太阳能光热电站定日镜结构体系抗风设计的难题。
项目首席科学家、长安大学建筑工程学院邢国华教授介绍了项目最新进展。
2025年，项目在定日镜风荷载脉动机理建模以及风致振动—光学性能耦合分析方面取得了阶段性进展。针对现有风压谱模型难以反映定日镜不同姿态和运行工况差异的问题，结合风洞试验与粒子图像测速（PIV）流场可视化技术，系统研究了不同仰角、风向角条件下定日镜表面脉动风荷载的频域特征及其形成机理。通过引入气动导纳函数，建立了考虑姿态影响的统一风压谱建模框架。进一步构建了集成气动、结构与光学分析的多物理场数值模拟方法体系，结合典型场址气象条件与定日镜运行姿态变化规律，系统评估了风致变形对聚光效率时变特性的影响，明确了风荷载作用下定日镜结构响应与光学性能退化之间的内在关联，为定日镜轻量化结构抗风设计、性能评估及运行优化提供了技术支撑。
开展了定日镜阵列风荷载干扰特性与极端荷载评估研究。分析了径向串联和径向交错排列定日镜阵列在不同运行姿态和间距条件下的风荷载干扰效应，明确了两种排列方式下的干扰机制，基于雷诺平均假设和干扰机制，通过加入干扰项对标准湍流动能输运方程进行了修正。揭示了干扰引起的非高斯特性与极端荷载放大效应，提出考虑非高斯特性和自动阈值选择的改进POT极值估计方法，准确预测了极端荷载较孤立工况放大的现象。厘清了定日镜气动干扰对平均与脉动荷载的影响机理，为定日镜抗风设计中准确考虑非高斯极值荷载提供了重要依据，为结构安全设计与镜场布局优化提供了理论支撑。
特别说明：
本文来源于《中国太阳能热发电行业蓝皮书2025》。
引用或转载请注明来源：国家太阳能光热产业技术创新战略联盟，中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会．中国太阳能热发电行业蓝皮书（2025）[J]. 电工电能新技术，2026，45(2)：1-45．