平坦地形是風(fēng)電場選址的理想地形,但隨著人類對清潔能源需求的不斷增加,平坦地形風(fēng)資源豐富地區(qū)的風(fēng)場己基本開發(fā)殆盡,陸上風(fēng)電開發(fā)重點轉(zhuǎn)向復(fù)雜地形。然而,復(fù)雜地形特征會導(dǎo)致大氣湍流度增大,大氣湍流結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,使得對于風(fēng)資源狀況的準(zhǔn)確評估難度更大。因此,準(zhǔn)確分析、評估復(fù)雜地風(fēng)場的流場特征,將為風(fēng)電場規(guī)劃、微觀選址、風(fēng)力機(jī)機(jī)型選擇及其載荷計算提供依據(jù),為風(fēng)電場風(fēng)功率預(yù)測及風(fēng)能資源的最大化利用提供指導(dǎo)。本文以Ris?實驗室開展的Bolund島實驗結(jié)果為依據(jù),采用人工合成湍流入口邊界（LeMOS）耦合大渦模擬（LES）的方法,對Bolund島風(fēng)場流動開展數(shù)值模擬,通過與實測結(jié)果進(jìn)行對比,驗證人工合成湍流入口邊界（LeMOS）耦合大渦模擬（LES）方法生成湍流風(fēng)場對復(fù)雜地形的適用性;進(jìn)而采用該方法結(jié)合致動盤模型對Nibe風(fēng)電場中的Nibe B風(fēng)力機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究平坦地形時風(fēng)力機(jī)的尾流場特性;最后對某真實山地地形風(fēng)場開展數(shù)值模擬,研究復(fù)雜地形的流場特性,以及山地地形中風(fēng)力機(jī)的尾流特征。（1）本文所采用的人工合成湍流入口邊界耦合大渦模擬生成的湍流風(fēng)場中速度脈動特征明顯,在整個時程內(nèi),速度場并無明顯衰... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

xu方向時均速度與脈動速度示意圖

碩士學(xué)位論文13圖2.3LeMOS法生成湍流場入口截面示意圖LeMOS湍流入口邊界設(shè)置的示例（位于case/0/U）：boundaryField{inlet{typedecayingTurbulenceInflowGenerator;direction1;LFieldnonuniformList<scalar>...RFieldnonuniformList<vector>...ZrefnonuniformList<symmTensor>...refFieldnonuniformList<vector>...}...}2.4.2LeMOS湍流風(fēng)場入口邊界建立真實大氣邊界層是具有風(fēng)切變與脈動特性的來流，LeMOS湍流場通過對均勻流入口產(chǎn)生擾動，生成湍流常生成具有風(fēng)切變特征湍流風(fēng)場需要進(jìn)行以下操作：①運用網(wǎng)格軟件進(jìn)行地形網(wǎng)格劃分；②在OpenFOAM中設(shè)置好運行算例的必要文件（0、constant、system）,并將①中生成的網(wǎng)格導(dǎo)入算例中constant/polyMesh文件夾中；③進(jìn)入OpenFOAM運行窗口，進(jìn)入設(shè)定算例中，在運行窗口輸入writeCellCentres，獲取計算域的每個cell的坐標(biāo)，在0文件中生成ccx，ccy，ccz三個文件，內(nèi)含所有邊界每個cell的坐標(biāo)，其中cxx為計算域所有邊界以

碩士學(xué)位論文193.2Bolund島270°方向來流時的數(shù)值模擬3.2.1幾何模型網(wǎng)格劃分Bolund島地形按照1:1比例建模，為使流動充分發(fā)展，對地形計算域進(jìn)行拓展，來流方向拓展為地形特征直徑的2倍，尾流區(qū)拓展為地形特征直徑的5倍，計算域?qū)挾韧卣篂榈匦翁卣髦睆?倍，計算域高度為地形高度的10倍以上（避免產(chǎn)生阻塞效應(yīng)）；計算域尺寸為800m×600m×200m，首層網(wǎng)格高度為0.1979m，網(wǎng)格總數(shù)為8179329個，圖3.4為計算域網(wǎng)格，圖3.5為Bolund島表面網(wǎng)格。圖3.4計算域網(wǎng)格圖3.5地形表面網(wǎng)格RANS和LES模擬方法速度入口采用具有風(fēng)切變特征的入口條件，LeMOS-LES方法采用具有風(fēng)切變的湍流入口條件，驗證LeMOS湍流入口邊界生成湍流風(fēng)場可行性，并研究Bolund島附近流場特性。本節(jié)所有高度均以海平面為基準(zhǔn)，定義海平面高度為0m。①邊界條件設(shè)置表3.5速度入口邊界條件邊界名稱邊界條件入口人工合成湍流入口邊界出口混合邊界（可有效防止發(fā)生回流）地面無滑移壁面邊界頂部滑移壁面邊界②計算參數(shù)設(shè)置RANS方法采用simple算法，LES和LeMOS-LES采用pimple算法，計算時間步長為0.01，計算中庫郎數(shù)為保證小于1。=||<1<||（3.7）


本文編號：3025625