風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)選址已經(jīng)從簡(jiǎn)單地形逐步發(fā)展為復(fù)雜地形，且風(fēng)電場(chǎng)選址的成功與否直接關(guān)系著各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)效益的高低。在進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的選址工作時(shí)，風(fēng)資源評(píng)估可以為其提供十分有力的數(shù)據(jù)支持。因此，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)中風(fēng)能分布和湍流強(qiáng)度特性的準(zhǔn)確評(píng)估，是保證風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行和效益回報(bào)的關(guān)鍵。
　　通過(guò)CFD模擬計(jì)算進(jìn)行風(fēng)資源評(píng)估，既可以實(shí)現(xiàn)較高的計(jì)算精度，又具有節(jié)省資金投入的優(yōu)勢(shì)，使其在工程建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。
　　

2、本文選取開(kāi)源計(jì)算流體力學(xué)軟件OpenFOAM，使用其中的buoyant Boussinesq Simple Foam求解器，以風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)為幾何模型進(jìn)行了CFD計(jì)算。首先以均勻、定常的理想大氣邊界層為物理模型，在平坦地形條件下分別對(duì)應(yīng)大氣邊界層的中性狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)以及非穩(wěn)定狀態(tài)建立了三組模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，驗(yàn)證了在平坦地形下模型的正確性。由于中性條件下的計(jì)算模型的模擬結(jié)果更為準(zhǔn)確，故在后文中選取它來(lái)進(jìn)行計(jì)算。然后通過(guò)對(duì)Askervein

3、山的CFD計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果與Askervein山測(cè)風(fēng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文所使用模型的合理性以及buoyant Boussinesq Simple Foam求解器的適用性。以Askervein山的CFD計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)其風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置的微觀選址進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析并得出結(jié)論:在Askervein山的迎風(fēng)面的半山腰到山頂處以及背風(fēng)面的半山腰處較為適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)的布置。
　　最后，選取Bolund島盲評(píng)測(cè)風(fēng)實(shí)驗(yàn)中西風(fēng)(270°)