我國東南沿海地區(qū)年平均風(fēng)功率密度在200W/m2以上,年平均利用小時數(shù)超過6000小時,風(fēng)資源豐富,但由于其地理位置的特殊性,頻繁受到登陸熱帶氣旋的影響,對該區(qū)域的風(fēng)電建設(shè)和運營產(chǎn)生較大影響。實際上,影響風(fēng)電場的熱帶氣旋大致可以分為效益型和破壞型兩大類,效益型熱帶氣旋可以為風(fēng)電場帶來良好收益,而破壞型熱帶氣旋可能會對風(fēng)電場產(chǎn)生極大的破壞作用。另一方面,我國東南沿海地區(qū)復(fù)雜山地和丘陵地形較多,氣流經(jīng)過時其風(fēng)速和湍流結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著改變,對風(fēng)力機微觀選址和承受載荷均有重要影響。由于過去缺乏統(tǒng)計性的實測數(shù)據(jù),并未對熱帶氣旋與復(fù)雜地形的相互作用進(jìn)行詳細(xì)研究。風(fēng)力機設(shè)計廣泛遵循的IEC標(biāo)準(zhǔn)對于熱帶氣旋影響區(qū)域,推薦使用S級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),由設(shè)計人員自行給定,隨意性強,可操作性差。因此,為保證我國風(fēng)電健康發(fā)展,開展熱帶氣旋作用下復(fù)雜地形湍流風(fēng)場的流場特性研究是極具必要的,這將對我國東南沿海風(fēng)資源評估和風(fēng)力機的微觀選址具有重要的理論和工程實踐意義。本文首先根據(jù)我國氣象學(xué)者的研究工作,利用中國氣象局提供的近十幾年登陸我國東南沿海熱帶氣旋平均量和脈動量的統(tǒng)計特性,對影響我國東南沿海地區(qū)的熱帶氣旋流場進(jìn)行數(shù)學(xué)建模... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
第1章 緒論
    1.1. 研究背景和意義
    1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3. 本文研究內(nèi)容
第2章 熱帶氣旋大氣邊界層數(shù)值模擬方法探討
    2.1. 自然風(fēng)大氣邊界層
    2.2. 熱帶氣旋大氣邊界層數(shù)學(xué)建模
    2.3. 熱帶氣旋風(fēng)場CFD數(shù)值方法
        2.3.1. 流體力學(xué)基本控制方程
        2.3.2. 湍流模型
        2.3.3. 湍流近壁面邊界層的處理方法
    2.4. 熱帶氣旋平衡大氣邊界層數(shù)值模擬
    2.5. 小結(jié)
第3章 熱帶氣旋大氣邊界層風(fēng)洞實驗
    3.1. 引言
    3.2. 低速風(fēng)洞特性
    3.3. 熱帶氣旋大氣邊界層風(fēng)洞實驗設(shè)計方案和測量方法
        3.3.1. 尖劈、粗糙元設(shè)計方案
        3.3.2. 測量方法
    3.4. 效益型熱帶氣旋風(fēng)洞實驗結(jié)果
    3.5. 小結(jié)
第4章 熱帶氣旋作用下二維單山流場特性研究
    4.1. 引言
    4.2. 山體模型簡介
    4.3. 二維單山數(shù)值方法驗證
    4.4. 二維單山流場數(shù)值計算分析
        4.4.1. 二維單山流場特性
        4.4.2. 二維單山流場典型位置平均風(fēng)速和湍流特性
    4.5. 坡度對流場影響分析
    4.6. 小結(jié)
第5章 熱帶氣旋作用下二維連續(xù)雙山流場特性研究
    5.1. 引言
    5.2. 二維連續(xù)雙山數(shù)值方法驗證
    5.3. 二維連續(xù)雙山模型流場特征分析
        5.3.1. 二維連續(xù)雙山流場特征
        5.3.2. 二維連續(xù)雙山流場典型位置平均風(fēng)速和湍流特性
        5.3.3. 與IEC標(biāo)準(zhǔn)對比
        5.3.4. 不同山體間距對平均速度和湍流強度影響
    5.4. 小結(jié)
第6章 熱帶氣旋作用下三維孤立山體流場特性研究
    6.1. 引言
    6.2. 三維孤立山體模型數(shù)值方法驗證
    6.3. 三維孤立山流場分析
        6.3.1. 三維孤立山流場特征
        6.3.2. 三維孤立山流場典型截面平均風(fēng)速和湍流特性
        6.3.3. 三維孤立山流場與二維孤立山流場比較
    6.4. 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1. 結(jié)論
    7.2. 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與獲獎情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]臺風(fēng)影響下的正常湍流模型（NTM）設(shè)計[J]. 張容焱,張秀芝,徐宗煥,徐經(jīng)緯.  太陽能學(xué)報. 2014(06)
[2]基于SST k-ω湍流模型的平衡大氣邊界層模擬[J]. 胡朋,李永樂,廖海黎.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[3]登陸我國不同區(qū)域熱帶氣旋氣候特征的對比[J]. 胡婭敏,宋麗莉,劉愛君.  大氣科學(xué)研究與應(yīng)用. 2008(01)
[4]采用大渦PIV方法研究攪拌槽內(nèi)湍流動能耗散率[J]. 劉心洪,閔健,潘春妹,高正明,陳文民.  過程工程學(xué)報. 2008(03)
[5]大氣邊界層風(fēng)洞流場特性的模擬[J]. 石碧青,洪海波,謝壯寧,倪振華.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2007(03)
[6]西北太平洋和南海熱帶氣旋的氣候特征分析[J]. 王東生,屈雅.  氣象. 2007(07)
[7]風(fēng)電場地形繞流的CFD結(jié)果確認(rèn)研究[J]. 魏慧榮,康順.  工程熱物理學(xué)報. 2007(04)
[8]風(fēng)工程數(shù)值模擬中平衡大氣邊界層的研究與應(yīng)用[J]. 楊偉,金新陽,顧明,陳素琴.  土木工程學(xué)報. 2007(02)
[9]熱帶氣旋對風(fēng)力發(fā)電的影響分析[J]. 宋麗莉,毛慧琴,錢光明,劉愛君.  太陽能學(xué)報. 2006(09)
[10]廣東沿海近地層大風(fēng)特性的觀測分析[J]. 宋麗莉,毛慧琴,湯海燕,劉愛君.  熱帶氣象學(xué)報. 2004(06)

博士論文
[1]沿海和山區(qū)強風(fēng)特性的觀測分析與風(fēng)洞模擬研究[D]. 龐加斌.同濟大學(xué) 2006

碩士論文
[1]平衡大氣邊界層的CFD數(shù)值模擬研究[D]. 劉安彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3477368