A numerical simulation framework for wakes downstream of large wind farms based on equivalent roughness model

下游(制造业) 计算机模拟 海洋工程 环境科学 气象学 表面光洁度 工程类 机械 物理 模拟 机械工程 运营管理
作者
Rui Jia,Mingwei Ge,Ziliang Zhang,Xintao Li,Bowen Du
出处
期刊:Energy [Elsevier BV]
卷期号:307: 132600-132600
标识
DOI:10.1016/j.energy.2024.132600
摘要

Accurate assessment of the wake effect of wind farm clusters is of great significance for the development of wind power bases, yet there is currently a deficiency in numerical simulation methods with high accuracy and simple modeling. To address this issue, a numerical simulation framework for large wind-farm wakes based on a wind farm parameterization model is proposed, and is then implemented based on the open-source CFD software OpenFOAM. In this framework, a newly proposed wind farm equivalent roughness model is adopted to parameterize wind farms and incorporated into the simulation via the wall stress model. To validate the method, the large-eddy simulation based on the actuator disk model resolving all the turbines in the wind farm is taken as a benchmark. Thirty two cases including spanwise infinite wind farms and finite wind farms with different streamwise turbine spacings, spanwise turbine spacings, wind turbine thrust coefficients, and roughness lengths of ground surface are set to analyze the sensitivity of the framework to different wind farm parameters. Results show that the proposed method predicts the velocity deficit and turbulence intensity downstream of the wind farm accurately. Compared to the classical wake superposition model, the prediction accuracy of the velocity deficit is improved by more than 30 %. Furthermore, without resolving the turbines using fine mesh, the framework shows a high potential to reduce computational costs compared with the turbine-resolved simulation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
蔬菜人发布了新的文献求助10
刚刚
YuJiao完成签到,获得积分10
刚刚
又声完成签到,获得积分10
1秒前
香蕉觅云应助核桃仁话筒采纳,获得10
1秒前
JamesPei应助赵赵a采纳,获得10
1秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
2秒前
Swift168_YY完成签到 ,获得积分10
2秒前
小鹏发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
宣妙松完成签到 ,获得积分10
2秒前
华园弟中弟完成签到,获得积分10
2秒前
AH发布了新的文献求助10
3秒前
杜七七完成签到,获得积分10
3秒前
gwh68964402gwh完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
sss2021完成签到,获得积分10
3秒前
粗暴的仙人掌完成签到,获得积分10
3秒前
坦率抽屉完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
4秒前
Focus_BG完成签到,获得积分10
4秒前
淡水鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
linkman发布了新的文献求助10
5秒前
背后雨安完成签到,获得积分10
6秒前
胡胡胡发布了新的文献求助10
7秒前
FuZh发布了新的文献求助10
8秒前
REN完成签到,获得积分0
8秒前
wlj完成签到 ,获得积分10
8秒前
jkhjkhj完成签到,获得积分10
8秒前
满意非笑发布了新的文献求助10
8秒前
小底发布了新的文献求助10
9秒前
spark完成签到,获得积分10
10秒前
林子完成签到,获得积分10
10秒前
humorr发布了新的文献求助10
11秒前
orchid发布了新的文献求助10
11秒前
秋秋儿发布了新的文献求助10
11秒前
Lucy1069089289完成签到,获得积分10
12秒前
guyu完成签到,获得积分10
12秒前
辛未完成签到 ,获得积分10
12秒前
jiejuezero完成签到,获得积分20
12秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953623
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3499390
关于积分的说明 11095224
捐赠科研通 3229945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785807
邀请新用户注册赠送积分活动 869573
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801479