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基于致动线模型的错列式两风机尾流场数值模拟
基于致动线模型的错列式两风机尾流场数值模拟
摘要
近年来，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了广泛的关注和应用。为了提高风电场的发电效率，研究风机尾流场成为一个重要的研究方向。本论文基于致动线模型，对错列式两风机尾流场进行数值模拟。通过分析风机旋涡强度和尾流对流场的影响，研究了不同风机间距和叶片数对尾流效应的影响。结果表明，合理的风机间距和叶片数可以显著降低尾流效应，提高发电效率，为风电场的设计和运营提供了理论依据。
关键词：致动线模型；风机尾流场；数值模拟；风机间距；叶片数
1.引言
风力发电是目前最具发展前景的清洁能源之一，它具有无污染、可再生的特点，并且能够减少化石燃料的使用。然而，由于风能资源的不稳定性和地理条件的限制，风力发电的发电效率仍然存在一定的挑战。风机尾流场是影响风电场发电效率的重要因素之一，研究风机尾流场的特性和影响因素对于提高风电场的发电效率具有重要意义。
2.方法和模型
本论文使用致动线模型对错列式两风机尾流场进行数值模拟。致动线模型是一种基于流体力学原理的数值模型，能够准确描述风机尾流场的运动特性和风机旋涡的形成过程。模型基于雷诺平均的动力学方程组，考虑了风机叶片的旋转效应，并将尾流场视为一个三维非定常湍流流动。
3.数值模拟结果分析
通过对不同风机间距和叶片数的数值模拟，研究了尾流效应的影响。结果表明，风机间距越大，尾流效应越小；叶片数越多，尾流效应越明显。这是因为较大的风机间距可以减少风机间的相互干扰，降低尾流场的湍流强度；而较多的叶片数会增加风机旋涡的强度，加剧尾流效应。
4.结论
通过基于致动线模型的数值模拟，研究了错列式两风机尾流场的特性和影响因素。结果表明，合理调整风机间距和叶片数可以显著降低尾流效应，提高风电场的发电效率。这一研究为风电场的设计和运营提供了理论依据。
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