这种涡轮机架只有10英寸高。它的三个叶片直径也是10英寸。这是一个完美的1:320比例的复制品，复制直径80米的风力涡轮机，这些风机在运转中，遍布爱荷华州（Iowa），该州风电装机容量在美国排名第二。这种微型涡轮机很有用，研究小组领导胡辉（Hui Hu）是美国爱荷华州立大学（Iowa State University）航空航天工程副教授，这种模型有助于他们了解丘陵、河谷和涡轮机位置如何影响陆上风电场的生产力。

　　尽管风电行业已有数据说明海上涡轮机的性能，那都是在平静的水面，这些数据尤其是来自欧洲的研究，但是，胡辉说，没有什么数据反映起伏地表对风力涡轮机的影响。

　　所以，胡辉和他的研究小组创造了这种微型涡轮机，并开始运行测试，这些测试属于爱荷华州125万美元的空气动力学/大气边界层风和阵风隧道项目（Aerodynamic/Atmospheric Boundary Layer Wind and Gust Tunnel）。

　　“我们希望联合风轮机行业，转让我们的一些发现，”胡辉说。“我们可以协助提高总体能量收集。而且，我们可以延长风力涡轮机的寿命，使它们更有效。”

　　该研究团队以胡为首的包括理查德Wlezien，教授和万斯和阿琳科夫曼赋航空航天工程主席;民间帕尔塔萨卡，航空航天工程教授，建筑和环境工程，和爱荷华州的风力模拟和测试实验室主任;杨紫峰，前爱荷华州立大学博士后研究员，现在在俄亥俄州代顿的莱特州立大学助理教授;田威，在航空航天工程博士后副研究员;和艾哈迈德Ozbay，在航空航天工程的研究生。

　　工程师们这项研究的支持资金，有一项为期三年的30万美元的拨款是来自国家科学基金会，还有一项为期两年的10万美元拨款，这是来自爱荷华州风力创新和新开发联盟（Iowa Alliance for Wind Innovation and Novel Development）。

　　研究人员正在利用风洞进行测试，以量化地表风吹过丘陵地形时的特点，确定丘陵地形风力涡轮机的最佳位置，并找到最佳设计，用于丘陵地形的大型风电场。

　　这些实验包括：

　　小型发电机装在微型涡轮机舱，测量功率生产；

　　传感器装在微型涡轮机基座，测量涡轮机和发电机塔架上的风力负载；

　　高级流量测量如粒子图像测速，是使用激光和相机，拍摄几乎同时生成的图像，显示单个粒子的运动和速度，这样可以测量风流场（wind flow fields）和风漩涡（wind vortices），这些都产生于风力涡轮机叶片末端，这样也可以测量叶片捕获的总体风能。

　　胡辉说，初步结果表明，丘陵地形的风轮机会受到高得多的风荷载冲击，超过平坦地势的涡轮机。实验还表明，与平地上的涡轮机相比，风力流过丘陵地形，从一台涡轮机流向别的涡轮机时，会更迅速地恢复发电潜力。

　　风洞数据表明，在平地上，一台涡轮机在另一台涡轮机的尾流中，距离等于涡轮机直径的6倍时，会损失13％的功率效率。一台涡轮机在另一台涡轮机的尾流中，采用相同的下游距离，在丘陵地面只损失3％的功率效率。

　　“这意味着，在丘陵地形，你可以把风力发电机组放得更近一些，”他说。

　　11月份，胡辉发表了第一篇论文，讨论他们的风力涡轮机研究，题为《图示说明有梢尾漩涡的风轮机尾流》（Visualization of the tip vortices in a wind turbine wake），发表在《可视化杂志》（Journal of Visualization）网站上。在美国航空和航天研究所（American Institute of Aeronautics and Astronautics）“2011年6月应用空气动力学会议”（June 2011 Applied Aerodynamics Conference）上，研究人员也介绍了涡轮机尾流的研究结果。

　　该项目的下一步，包括制成9个涡轮机的阵列，在爱荷华州大风洞，研究微型风力发电场的电力生产和风流量。

　　胡辉相信，实验数据是有价值的，因为越来越多的风电场正在建成，遍布爱荷华州和全美国。

　　“这些研究告诉我们的，是我们之前不知道的一些事情，”胡辉说。“这很有用，可以优化设计风力发电机布局，这要考虑地形。”