风电机组尾流场数值模拟的双高斯分布致动盘模型

摘要

风电机组尾流场模拟精度是风电场设计阶段的关键问题。工程中均匀体积力分布的致动盘耦合RANS方程，被广泛应用于风电场微观选址。然而，上述致动盘忽略了实际体积力的非均匀分布特征，并且未考虑机舱和塔筒对尾流恢复的影响。因此，提出一种双高斯分布致动盘模型(BGD-ADM)的风电机组尾流场模拟方法。考虑现有体积力沿风轮径向的若干种分布规律，提出双高斯分布致动盘源项；结合k-ε-Kasmi湍流模型，以及机舱和塔筒源项，建立一种新颖的双高斯分布致动盘的风电机组尾流数值模型。以英国GH风洞实验和荷兰Sexbireum陆上风电场实测为研究对象，对所提模型进行验证。结果表明：所提模型在保证远尾流模拟准确的前提，大幅度改善了近尾流预测精度。

关键词

致动盘 / 双高斯分布 / 尾流模拟 / k-ε湍流模型 / 机舱 / 塔筒

基金资助

宁夏重点研发(引才专项)资助项目(2023BSB03018); 国家重点研发计划项目(2019YFE0104800)