平坦地形是風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,平坦地形風資源豐富地區(qū)的風場己基本開發(fā)殆盡,陸上風電開發(fā)重點轉向復雜地形。然而,復雜地形特征會導致大氣湍流度增大,大氣湍流結構更加復雜,使得對于風資源狀況的準確評估難度更大。因此,準確分析、評估復雜地風場的流場特征,將為風電場規(guī)劃、微觀選址、風力機機型選擇及其載荷計算提供依據,為風電場風功率預測及風能資源的最大化利用提供指導。本文以Ris?實驗室開展的Bolund島實驗結果為依據,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島風場流動開展數值模擬,通過與實測結果進行對比,驗證人工合成湍流入口邊界（LeMOS）耦合大渦模擬（LES）方法生成湍流風場對復雜地形的適用性;進而采用該方法結合致動盤模型對Nibe風電場中的Nibe B風力機進行數值模擬,研究平坦地形時風力機的尾流場特性;最后對某真實山地地形風場開展數值模擬,研究復雜地形的流場特性,以及山地地形中風力機的尾流特征。（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場中速度脈動特征明顯,在整個時程內,速度場并無明顯衰... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：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湍流風場入口邊界建立真實大氣邊界層是具有風切變與脈動特性的來流，LeMOS湍流場通過對均勻流入口產生擾動，生成湍流常生成具有風切變特征湍流風場需要進行以下操作：①運用網格軟件進行地形網格劃分；②在OpenFOAM中設置好運行算例的必要文件（0、constant、system）,并將①中生成的網格導入算例中constant/polyMesh文件夾中；③進入OpenFOAM運行窗口，進入設定算例中，在運行窗口輸入writeCellCentres，獲取計算域的每個cell的坐標，在0文件中生成ccx，ccy，ccz三個文件，內含所有邊界每個cell的坐標，其中cxx為計算域所有邊界以

碩士學位論文193.2Bolund島270°方向來流時的數值模擬3.2.1幾何模型網格劃分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，計算域寬度拓展為地形特征直徑6倍，計算域高度為地形高度的10倍以上（避免產生阻塞效應）；計算域尺寸為800m×600m×200m，首層網格高度為0.1979m，網格總數為8179329個，圖3.4為計算域網格，圖3.5為Bolund島表面網格。圖3.4計算域網格圖3.5地形表面網格RANS和LES模擬方法速度入口采用具有風切變特征的入口條件，LeMOS-LES方法采用具有風切變的湍流入口條件，驗證LeMOS湍流入口邊界生成湍流風場可行性，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，定義海平面高度為0m。①邊界條件設置表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計算參數設置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，計算中庫郎數為保證小于1。=||<1<||（3.7）


本文編號：3025625