基于OpenFOAM的風電場流場的數值計算.pdf

1、隨著低碳時代的到來，各國開始大力發(fā)展可再生能源，風力發(fā)電作為一種蘊藏巨大，取之不盡的清潔能源，受到了各國的青睞。風電場選址作為風電場建設的前期工作，對風電場未來的效益起著決定性的作用。風資源評估為風電場選址提供了數據支持。因此，對風電場流場中風能分布和湍流強度特性的準確評估，是保證風電場安全運行和效益回報的關鍵。
　　我國幅員遼闊，具有豐富的風資源。但是除了部分沿海和內陸的平原地區(qū)外，我國大部分風電場均處于復雜地形地貌的山區(qū)，而傳

2、統(tǒng)的線性模型（如WASP）不再適用于復雜地形的風電場。CFD模擬類似于虛擬的風洞試驗，可以實現較高的計算精度，因而在工程中得到了越來越多的應用。
　　本文采用開源的計算流體力學(CFD)軟件—OpenFOAM中的simpleFoam求解器對風電場流場進行了數值計算。首先，以平坦地形為幾何模型，以定常，均勻流動的理想大氣邊界層為物理模型，探索并驗證合適的模型參數。然后以Askervein山為幾何模型，對其進行數值模擬并與實驗數據進行

3、對比，最終驗證simpleFoam的適用性以及模型參數的合理性。
　　針對我國某風電場在臺風來臨時發(fā)生的風力機倒塌事故，應用上述模型對單臺風力機周圍的流場進行數值模擬，對比基座處削平和未削平兩種地形的計算結果可知:在高來流風速條件下，削平后的風力機基座會對流場產生較大影響，致使風力機受力增加。
　　最后本文對Bolund島進行盲評，研究了在西風或偏西風(270°，255°，239°)以及東風(90°)四個風況條件下，Bolu