对潮汐涡轮机增强底部阻力参数化的修正
计算工程、金融与科学
2015-06-12 v1
摘要
水动力建模是开发潮汐流能项目的重要工具。许多水动力模型通过增强底部阻力来纳入潮汐涡轮机的影响。本文表明，虽然在粗网格分辨率（千米尺度）下，施加于流体的合力与理论值吻合良好，但当网格尺寸小于尾流恢复长度尺度时，该合力随网格尺寸减小而下降。这是因为上游速度可由局部模型速度近似的假设不再成立。然而，利用线性动量致动盘理论，我们推导了这两种速度之间的关系，并提出了对增强底部阻力公式的修正，使得对于从涡轮机尺度到更大尺度的所有网格尺寸，所施加的力都能一致地保持接近理论值。此外，基于致动盘理论预测的模型速度、上游速度与实际涡轮机速度之间关系的更好理解，导出了对可有效提取能量的更优估计。我们展示了如何通过简单修改阻力系数来应用这些修正（此处以 MIKE 21 和 Fluidity 模型为例进行演示）。
引用
@article{arxiv.1506.03611,
title = {A correction to the enhanced bottom drag parameterisation of tidal turbines},
author = {Stephan C Kramer and Matthew D Piggott},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.03611},
year = {2015}
}