風(fēng)電場的數(shù)量和規(guī)模對大氣邊界層的氣象特性具有不可忽略的影響,作為重要的氣象參數(shù),溫度層結(jié)是影響大氣流動(dòng)及污染物擴(kuò)散的重要因素之一。文章通過建立風(fēng)力機(jī)及周圍流場模型,采用非穩(wěn)態(tài)大渦模擬方法結(jié)合大氣湍流理論,引入U(xiǎn)DF函數(shù)對Fluent軟件進(jìn)行了二次開發(fā),加載大氣邊界層風(fēng)速廓線,對風(fēng)力機(jī)在不同溫度層結(jié)條件下對底層邊界層區(qū)域特性進(jìn)行對比。研究發(fā)現(xiàn),在不同層結(jié)下溫度的變化不同:風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)定層結(jié)時(shí),風(fēng)力機(jī)近尾流區(qū)域的溫度較周圍區(qū)域有所升高,在50 m高度處溫差達(dá)到最大,數(shù)值為0.465K;而不穩(wěn)定層結(jié)的情況卻是相反,在風(fēng)力機(jī)近尾流區(qū)域的溫度較周圍的區(qū)域有所降低,但整體溫度變化沒有穩(wěn)定層結(jié)時(shí)明顯,最大溫差為0.281 K。 

【文章來源】：可再生能源. 2019,37(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

葉片及風(fēng)輪實(shí)體模型圖

??耐??，風(fēng)力機(jī)以額定轉(zhuǎn)速19.27r/min穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)力機(jī)周圍小區(qū)域內(nèi)流體隨著葉片及輪轂共同以勻速旋轉(zhuǎn)，其余外部區(qū)域流場靜止。1.3模擬方法驗(yàn)證將計(jì)算出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出風(fēng)力機(jī)下游z=7d和z=10d的速度剖面（XY平面），與文獻(xiàn)[10]的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3所示。通過對比分析可知，模擬結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對圖3尾流速度剖面的數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3Comparisonofnumericalsimulationresultsandwindtunnelexperimentalresults圖2整體流場區(qū)域尺寸及葉片網(wǎng)格劃分Fig.2Overallflowareasizeandleafmesh（a）風(fēng)力機(jī)流場區(qū)域R=30mH=60m180m（3d）1020m（17d）Ly=300m（5d）VLz=1200m（20d）續(xù)表1參數(shù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/r·min-1風(fēng)輪錐角/（°）轉(zhuǎn)軸傾角/（°）翼型系列輪轂直徑/m輪轂中心到塔架中心距離/m數(shù)值19.2704NACA634/FX66S1962.84.2圖1葉片及風(fēng)輪實(shí)體模型圖Fig.1FigureleafpieceandwindringmodelGyGx（b）葉片區(qū)域網(wǎng)格劃分葉片表面附近加密-1.0-0.50.00.51.0x/D0.80.91.0U/Uin風(fēng)洞7dZ=7d風(fēng)洞10dZ=10d吳正人，等不同溫度層結(jié)下風(fēng)力機(jī)對大氣邊界層的影響·1715·

采用自定義函數(shù)編譯風(fēng)廓線及溫度函數(shù)。出口邊界條件為自由出流，風(fēng)力機(jī)葉片所在的區(qū)域采用MovingMesh模型，在其旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，風(fēng)力機(jī)以額定轉(zhuǎn)速19.27r/min穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)力機(jī)周圍小區(qū)域內(nèi)流體隨著葉片及輪轂共同以勻速旋轉(zhuǎn)，其余外部區(qū)域流場靜止。1.3模擬方法驗(yàn)證將計(jì)算出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出風(fēng)力機(jī)下游z=7d和z=10d的速度剖面（XY平面），與文獻(xiàn)[10]的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3所示。通過對比分析可知，模擬結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對圖3尾流速度剖面的數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3Comparisonofnumericalsimulationresultsandwindtunnelexperimentalresults圖2整體流場區(qū)域尺寸及葉片網(wǎng)格劃分Fig.2Overallflowareasizeandleafmesh（a）風(fēng)力機(jī)流場區(qū)域R=30mH=60m180m（3d）1020m（17d）Ly=300m（5d）VLz=1200m（20d）續(xù)表1參數(shù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/r·min-1風(fēng)輪錐角/（°）轉(zhuǎn)軸傾角/（°）翼型系列輪轂直徑/m輪轂中心到塔架中心距離/m數(shù)值19.2704NACA634/FX66S1962.84.2圖1葉片及風(fēng)輪實(shí)體模型圖Fig.1FigureleafpieceandwindringmodelGyGx（b）葉片區(qū)域網(wǎng)格劃分葉片表面附近加密-1.0-0.50.00.51.0x/D0.80.91.0U/Uin風(fēng)洞7dZ=7d風(fēng)洞10dZ=10d吳正人，等不同溫度層結(jié)下風(fēng)力機(jī)對大氣邊界層的影響·1715·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大氣邊界層與風(fēng)力發(fā)電的相互作用研究綜述[J]. 張雙益,胡非.  高原氣象. 2017(04)
[2]海上風(fēng)力機(jī)的數(shù)值模擬[J]. 何平,胡丹梅,陳乃超.  可再生能源. 2010(04)



本文編號(hào)：3138829