汕头市海上风能重点实验室（以下简称“实验室”）是依托汕头大学工学院土木与智慧建设工程系骨干科研力量，联合中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司共同建立的协同创新平台。实验室于2024年5月17日经汕头市科技局批准成立，聚焦近海与深远海风电技术前沿，致力于为海上风电产业提供基础研究、关键技术攻关与高层次人才培养等，为汕头国际风电创新港建设和海上风电产业高质量发展提供科技支撑。

一、建设背景与战略定位

在“双碳”战略引领下，海上风电已成为我国建设“能源强国”的核心引擎之一。汕头市拥有得天独厚的海上风能资源，正加快建设汕头国际风电创新港，推动海上风电产业高质量发展。实验室的成立，正是响应国家能源战略和区域产业发展需求的重要举措。汕头大学自1993年以来一直从事风力机相关科研工作，团队在大型风力机动力学、风力机载荷识别、叶片和塔筒大变形重构与监测、漂浮式风机刚柔耦合动力学建模、浮式风机动态稳定性等方面取得了一批较高水平的研究成果。实验室依托汕头大学土木工程一级学科博士点、机械工程等优势学科力量，紧密结合汕头国际风电创新港建设需求，系统开展海上风能领域前沿科学问题和关键核心技术研究。

二、研究方向

实验室立足近海与深远海风电开发的技术需求，确立了三大核心研究方向：

（一）近海固定式风机基础可靠性与动力学风险分析

针对近海固定式风机在复杂海洋环境（风、浪、流、冰等）耦合作用下的结构安全问题，研究风机基础的长期服役性能、疲劳损伤机理及可靠性评估方法，为近海风电场的安全设计和运维决策提供理论支撑。

（二）深远海漂浮式风机刚柔耦合多体动力学与动态稳定性

面向深远海风电开发的战略需求，研究漂浮式风机在风浪流联合作用下的刚柔耦合多体动力学响应、平台运动稳定性及系泊系统非线性动力学特性，突破漂浮式风机设计与分析的关键理论难题。

（三）海上风电场的智能运维与全寿命周期管理

结合大数据、人工智能等新一代信息技术，研究风电场结构健康监测、故障诊断与预警、运维策略优化及全寿命周期管理方法，提升海上风电场运行的安全性和经济性。这些研究将系统性提升海上风电产业技术能级。

三、人才队伍与学术委员会

实验室在主任李东升教授（博士生导师、世界风能学院学术委员会委员）的带领下，已形成以全球前2%顶尖科学家沈水龙院士为学术带头人的创新团队，目前人才队伍总人数超过50人，汇聚了结构工程、流体力学、动力学与控制、智能传感等多学科交叉的科研力量。实验室学术委员会由世界风能协会副主席秦海岩、中国可再生能源学会副理事长柳地等知名专家学者组成，为实验室的战略发展提供高端智库支持。实验室还与汕头大学智能制造技术教育部重点实验室等校内平台形成人才与设备共享机制，推动多学科交叉融合。

四、科研设施与平台条件

实验室拥有一流的科研试验设施，配备大型结构试验台、MTS液压伺服加载系统、布拉格光栅调制解调仪、扫描激光多普勒振动测量系统等先进仪器设备，具备从材料力学性能测试到大型结构模型试验的完整实验能力。

共建单位中国电建集团华东勘测设计研究院作为实验室的重要合作方，拥有1个国家级研发中心、2个国家级研发分中心及多个省级科研创新平台，科研用房场地3240平方米，仪器设备资产总值22542.95万元，实验设备齐全。院企双方通过设备共享平台实现科研资源全域调配，为实验室开展海上风电领域的应用基础研究和关键技术攻关提供了坚实的硬件保障。

五、科研成果与工程应用

实验室成立以来，在科研攻关方面取得了显著成效。近年来共承担项目40余项，其中国家级项目16项、省部级项目15项；发表海上风能相关论文30余篇；申请专利40余项。主要代表性成果包括：叶片和整机建模、系泊动力学、荷载识别、模态参数识别及基础评估等海上风机结构健康监测的理论与方法体系。

在风机结构建模方面，提出考虑截面偏心影响的空间梁单元与基于共旋坐标法的板壳模型，兼顾几何非线性求解精度与计算效率，并结合层合板理论避免剪切自锁；进一步融合多体动力学与模态综合法，建立伺服-弯扭耦合整机动力学模型，实现了湍流工况下整机快速响应计算与尾流解析，为气弹稳定性研究奠定基础。系泊系统方面，构建非线性有限元动力模型，准确模拟张紧-松弛-张紧等瞬态行为，通过水池试验验证，并开展断缆稳定域分析，为漂浮式系泊系统设计与安全评估提供理论支撑。

在状态感知与识别方面，提出稀疏约束改进的增广卡尔曼滤波与双卡尔曼滤波算法，抑制荷载估计漂移，结合有限测点数据实现塔架推力与弯矩联合反演，经2.5MW实机验证有效。模态分析领域，开发基于聚类自动识别的SSI-COV程序及正交匹配追踪谐波分离技术，剔除旋转干扰；提出变分模态分解-拓扑数据联合法与流形学习-高斯过程回归法，分别提升阻尼比识别抗噪性与损伤检测能力，适应复杂海洋环境。基础评估方面，建立变截面桩-土耦合模型，引入传递率函数提取模态特征，构建频率-曲率-振型联合指标体系，用于冲刷识别、深度反演及设计参数优化。

2024年11月，实验室承办了“汕头风电健康监测专题研讨与技术参观”会议，组织与会嘉宾参观上海电气风电广东有限公司和实验室科研设施，为学术界与工程界搭建了良好的交流平台。

六、未来展望

面向未来，汕头市海上风能重点实验室将继续依托汕头大学的多学科综合优势，紧密围绕国家“双碳”战略和汕头国际风电创新港建设需求，在三大研究方向持续深耕。实验室计划创建汕头市风电企业安全监测大数据中心，充分利用各企业数据资源构建数据分析系统，提高汕头海上风电场安全运维水平；拟设立开放课题基金，面向全国乃至全球吸引科研合作；持续构建企业交流机制，推动产学研深度融合。

在汕头全力打造千亿级新能源产业集群、建设世界级海上风电高端装备产业集群的征程中，实验室将继续以科技创新为引领，为我国海上风电产业高质量发展和能源结构转型贡献“汕大力量”。