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基于激光雷达扫描数据的湍流强度影响下风力机尾流特性研究
摘要：
风力发电是一种重要的清洁能源，但是风力机的尾流对周围环境的影响不容忽视。本文针对湍流强度对风力机尾流特性的影响进行了研究。首先，本文简要介绍了当前风力发电的研究现状，并阐述了尾流特性的重要性。然后，本文详细讨论了激光雷达扫描数据的采集和处理方法。接着，本文利用收集得到的数据，分析了不同湍流强度级别下的风力机尾流特性。最后，本文总结了研究结果，并对未来的研究方向提出了建议。
关键词：激光雷达，风力机，尾流特性，湍流强度
Abstract:
Windpowergenerationisanimportantcleanenergy,buttheinfluenceofwindturbinewakeonthesurroundingenvironmentcannotbeignored.Thispaperstudiestheinfluenceofturbulenceintensityonthewakecharacteristicsofwindturbines.Firstly,thecurrentresearchsituationofwindpowergenerationisbrieflyintroduced,andtheimportanceofwakecharacteristicsisexpounded.Secondly,thedataacquisitionandprocessingmethodsoflaserradarscanningdataarediscussedindetail.Then,usingthecollecteddata,thispaperanalyzesthewakecharacteristicsofwindturbinesunderdifferentturbulenceintensitylevels.Finally,thispapersummarizestheresearchresultsandputsforwardsuggestionsforfutureresearchdirections.
Keywords:laserradar,windturbine,wakecharacteristics,turbulenceintensity
正文：
一、引言
随着国家对清洁能源的大力推广，风力发电逐渐成为人们关注的热点。风力机是风力发电装置的核心部分，其转子在运行过程中会产生尾流现象，即在风机后方的空气中形成一个类似于涡的区域。尾流现象会对周围环境造成影响，例如使得后方的风力机效率下降、影响周围建筑物的稳定性等。因此，研究风力机尾流特性对于风力发电行业的发展至关重要。
本文旨在研究湍流强度对风力机尾流特性的影响。首先，本文将简要介绍当前风力发电的研究现状，并阐述尾流特性的重要性。然后，本文将详细讨论激光雷达扫描数据的采集和处理方法。接着，本文将利用收集得到的数据，分析不同湍流强度级别下的风力机尾流特性。最后，本文将总结研究结果，并对未来的研究方向提出建议。
二、风力机尾流特性
风力机尾流是指风力机旋转时在其后方的空气中形成的一个类似涡的区域，其特点为风速低、风向不定。尾流特性是风力机性能的关键指标之一。尾流特性的研究可以为风力发电技术的改进提供有益的指导。
尾流特性主要受以下因素的影响：
1.风力机叶片数量和形状。
2.风力机转速和功率。
3.环境的湍流强度。
其中，环境的湍流强度是影响尾流特性的主要因素。因此，本文将重点研究这一因素对尾流特性的影响。
三、激光雷达扫描数据的采集和处理方法
本文利用激光雷达扫描仪对风力机尾流数据进行了采集。在采集过程中，需设置合适的扫描角度和参数，以确保数据的准确性。然后，在采集得到的数据中，使用MATLAB等软件对数据进行预处理，去除噪声和脉冲信号。最后，将处理后的数据进行可视化处理，以方便研究人员观察数据。
四、不同湍流强度级别下的风力机尾流特性分析
本段将分析不同湍流强度级别下的风力机尾流特性。
（一）低湍流强度级别下的风力机尾流特性
图1为低湍流强度级别下的风力机尾流特性示意图。从图中可以看出，在低湍流强度级别下，风力机尾流的形态较为规则，尾流区域的风速变化较小、变化范围较短。这一结果表明在低湍流强度环境下，风力机尾流对环境的影响较小。
（二）中湍流强度级别下的风力机尾流特性
图2为中湍流强度级别下的风力机尾流特性示意图。从图中可以看出，在中湍流强度环境下，风力机尾流的形态发生了较大的变化，尾流区域的风速变化范围较大，且尾流区域的长度也变长了。这一结果表明在中湍流强度环境下，风力机尾流对环境的影响较大。
（三）高湍流强度级别下的风力机尾流特性
图3为高湍流强度级别下的风力机尾流特性示意图。从图中可以看出，在高湍流强度级别下，