在国家自然科学基金卓越研究群体项目“非线性力学的多尺度问题研究”的资助下，力学所在风电场湍流主动控制上取得了进展，提出了评估控制收效的自洽尾迹模型。该工作以Self-consistent model for active control of wind turbine wakes为题，发表在《Journal of Fluid Mechanics》期刊上。

湍流是《Science》风能科学的重大挑战之一，风电场尺度的主动流动控制是下一代风电技术的核心问题。风力机尾迹模型是主动流动控制的基础。目前已有的风力机尾迹模型，包括定常尾迹模型和动态尾迹蜿蜒模型，均无法准确评估主动控制下的尾迹湍流响应。

针对上述难题，研究团队提出了风力机尾迹主动控制的自洽模型，建立了一个耦合尾迹动态蜿蜒、湍流随机脉动与时均尾迹膨胀三类关键现象的理论框架，实现了主动控制下尾迹大尺度相干结构和时均场的定量预测，是首个能够预测主动控制收效的尾迹模型。验证结果显示，该模型在预测精度上与大涡模拟（LES）相当，但计算效率显著提升——计算时间由原先的数千核小时缩短至数分钟。该模型有望为发展风电场湍流的主动控制策略提供高效的设计、评估与优化工具，支撑风能利用效率提升和风电技术创新。

李曌斌副研究员为该论文的第一作者，杨晓雷研究员为通讯作者。该研究获得了基金委“非线性力学的多尺度问题研究”卓越研究群体、中国科学院战略性先导科技专项(No. XDB0620102)等资助。

论文链接：https://doi.org/10.1017/jfm.2025.10263

自洽尾迹模型的构造框架