不同网格对风电场流场的影响及分析

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风电场的微观选址直接关系到风电场的出力与经济可行性,对于复杂群山地形,传统的风资源评估和选址方法已经不能适用,而CFD方法有着广阔的发展前景,并在工程领域有着极其重要的地位。网格、湍流模型和数值算法等基础性研究,已成为CFD方法应用到复杂地形风电场的亟待解决的问题。  本文采用求解椭圆偏微分方程和Hilgenstock相结合的方法,在贴体网格的基础上编译了近似正交网格程序,生成了二维、三维简化地形和实际地形贴体近似正交网格,并采用Fluent软件中带有壁面函数的k-ε湍流模型进行相应的数值模拟研究。首先在平坦地形上进行了模型参数修正,验证所模拟的湍流参数能够精确地模拟大气边界层流动;随后以简化的二维山地和三维山丘为研究模型,验证贴体近似正交网格能适用于二维和三维山地,并分析了两种网格所模拟的数值精度和流场流动情况;最后基于二维、三维简化模型,对实际Askervein山地进行了网格的验证和CFD数值模拟研究,并分析了该山的流场情况。根据以上工作的结果表明:贴体近似正交网格对地表边界附近有影响,尤其在山顶影响最大,而在远离地表处,基本没有影响。
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