基于OpenFOAM的風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算.pdf

1、隨著低碳時(shí)代的到來(lái)，各國(guó)開(kāi)始大力發(fā)展可再生能源，風(fēng)力發(fā)電作為一種蘊(yùn)藏巨大，取之不盡的清潔能源，受到了各國(guó)的青睞。風(fēng)電場(chǎng)選址作為風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的前期工作，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)的效益起著決定性的作用。風(fēng)資源評(píng)估為風(fēng)電場(chǎng)選址提供了數(shù)據(jù)支持。因此，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)中風(fēng)能分布和湍流強(qiáng)度特性的準(zhǔn)確評(píng)估，是保證風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行和效益回報(bào)的關(guān)鍵。
　　我國(guó)幅員遼闊，具有豐富的風(fēng)資源。但是除了部分沿海和內(nèi)陸的平原地區(qū)外，我國(guó)大部分風(fēng)電場(chǎng)均處于復(fù)雜地形地貌的山區(qū)，而傳

2、統(tǒng)的線性模型（如WASP）不再適用于復(fù)雜地形的風(fēng)電場(chǎng)。CFD模擬類(lèi)似于虛擬的風(fēng)洞試驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)較高的計(jì)算精度，因而在工程中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　本文采用開(kāi)源的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件—OpenFOAM中的simpleFoam求解器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。首先，以平坦地形為幾何模型，以定常，均勻流動(dòng)的理想大氣邊界層為物理模型，探索并驗(yàn)證合適的模型參數(shù)。然后以Askervein山為幾何模型，對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、對(duì)比，最終驗(yàn)證simpleFoam的適用性以及模型參數(shù)的合理性。
　　針對(duì)我國(guó)某風(fēng)電場(chǎng)在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)發(fā)生的風(fēng)力機(jī)倒塌事故，應(yīng)用上述模型對(duì)單臺(tái)風(fēng)力機(jī)周?chē)牧鲌?chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)比基座處削平和未削平兩種地形的計(jì)算結(jié)果可知:在高來(lái)流風(fēng)速條件下，削平后的風(fēng)力機(jī)基座會(huì)對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生較大影響，致使風(fēng)力機(jī)受力增加。
　　最后本文對(duì)Bolund島進(jìn)行盲評(píng)，研究了在西風(fēng)或偏西風(fēng)(270°，255°，239°)以及東風(fēng)(90°)四個(gè)風(fēng)況條件下，Bolu