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

1、隨著低碳時(shí)代的到來，各國開始大力發(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，受到了各國的青睞。風(fēng)電場選址作為風(fēng)電場建設(shè)的前期工作，對風(fēng)電場未來的效益起著決定性的作用。風(fēng)資源評估為風(fēng)電場選址提供了數(shù)據(jù)支持。因此，對風(fēng)電場流場中風(fēng)能分布和湍流強(qiáng)度特性的準(zhǔn)確評估，是保證風(fēng)電場安全運(yùn)行和效益回報(bào)的關(guān)鍵。
　　我國幅員遼闊，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，我國大部分風(fēng)電場均處于復(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。CFD模擬類似于虛擬的風(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越多的應(yīng)用。
　　本文采用開源的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件—OpenFOAM中的simpleFoam求解器對風(fēng)電場流場進(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，對其進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、對比，最終驗(yàn)證simpleFoam的適用性以及模型參數(shù)的合理性。
　　針對我國某風(fēng)電場在臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)發(fā)生的風(fēng)力機(jī)倒塌事故，應(yīng)用上述模型對單臺(tái)風(fēng)力機(jī)周圍的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，對比基座處削平和未削平兩種地形的計(jì)算結(jié)果可知:在高來流風(fēng)速條件下，削平后的風(fēng)力機(jī)基座會(huì)對流場產(chǎn)生較大影響，致使風(fēng)力機(jī)受力增加。
　　最后本文對Bolund島進(jìn)行盲評，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