不同條件下風力機運行對局地大氣結構的影響研究.pdf

1、由于環(huán)境保護和能源結構優(yōu)化的需要，風力發(fā)電作為可再生能源的重要部分近年來得到了迅速發(fā)展。不過在大力發(fā)展風電，關注風力發(fā)電帶來積極影響的同時，風電開發(fā)和運行對氣候環(huán)境的潛在負面影響也不應被忽略。風力發(fā)電利用了近地大氣邊界層內的風能，造成大氣能量損失，而且風力機旋轉會對大氣流動產(chǎn)生擾動，這樣會打破原本的大氣平衡，改變自然界本身的大氣循環(huán)。所以針對風力機運行對局地大氣結構的影響進行深入分析具有重要意義。
　　本文應用數(shù)值模擬方法，建立單

2、臺風力機流場和多臺風力機流場模型，結合湍流理論和大氣流動特征，對不同條件下風力機運行進行研究，分析其對局地大氣邊界層內空氣流動的影響。
　　首先模擬了在不同氣溫層結條件下單臺風力機運行時，流場內速度、溫度、湍流度的變化特征。模擬結果顯示，在夜間穩(wěn)定層結條件下，近地表溫度低于高空溫度，上升氣流受到抑制，風力機的旋轉會導致近地表區(qū)域增溫和高空區(qū)域降溫現(xiàn)象的發(fā)生；而在白天不穩(wěn)定層結或者中性層結條件下，地表受到輻射加熱，地表溫度高于大氣溫

3、度，對流強烈，風力機的旋轉會使得近地表原本溫度較高的區(qū)域降溫，而高空區(qū)域溫度增高。這些現(xiàn)象說明風力機運行會對大氣溫度層結造成一定的擾動，改變原有的大氣結構。然后對多臺風力機流場進行模擬，結果表明，無論順列還是是錯列布置，邊界層內的速度、溫度和湍流度等參數(shù)與單臺風力機運行相比均發(fā)生劇烈變化，豎直方向上湍流度變化影響的高度更大，進而受到影響的大氣邊界層范圍也在擴大。最后對不同下墊面時的風力機運行進行了模擬。隨著地表粗糙度的增大，風力機下游的