用于模拟时变风况与浮式平台运动的动态参数化风电场模型
流体动力学
2020-10-21 v2
摘要
本文介绍一种动态参数化风电场模型，能够在时变风况下模拟浮式风力机平台运动与尾流输运的耦合。该模拟器命名为 FOWFSim-Dyn，是此前开发的稳态浮式海上风电场模拟器（FOWFSim）的动态扩展。采用一维动量守恒对尾流中心线和平均风速的动态传播建模，同时以恒定时间尾流扩张率假设近似动量恢复。将浮式海上风电场视为受气动力、水动力与系泊线力作用的质点分布，从而刻画平台动力学。采用有限差分法离散化动量守恒方程，得到非线性状态空间模型。模拟数据对照文献中的稳态实验风洞结果进行验证。尾流中心线的预测与实验结果之差至多相当于转子直径的 8.19%。远尾流区的模拟尾流速度剖面与实验测量值之差小于自由来流风速的 3.87%。因此 FOWFSim-Dyn 具备令工程应用满意的保真度。最后进行了动态仿真，以确保时变预测符合物理预期与直觉。
引用
@article{arxiv.2009.02585,
title = {A Dynamic Parametric Wind Farm Model for Simulating Time-varying Wind Conditions and Floating Platform Motion},
author = {Ali C. Kheirabadi and Ryozo Nagamune},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.02585},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 11 figures