常规中性边界层中风电场阻塞与重力波的参数化大涡模拟研究
流体动力学
2023-06-16 v1
摘要
我们给出了一系列在常规中性大气边界层（CNBLs）中运行的风电场大涡模拟。针对40种不同的大气层结条件考虑了一个固定的1.6 GW风电场，以研究对风电场效率和阻塞的影响，以及相关的重力波激发。采用调谐的瑞利阻尼层和无波 fringe 区域方法（Lanzilao & Meyers, Bound. Layer Meteor. 186, 2023）以避免重力波的非物理激发，并包含域尺寸研究以评估并最小化人工域阻塞效应。还考虑了一个完全中性参考案例，以区分仅具流体动力阻塞的案例与包含由重力波激发的静力阻塞的案例。我们详细讨论了重力波激发、流场和风电场阻塞对逆温盖高度、强度及自由大气直减率的依赖关系。在所有案例中，风电场前方存在不利压力梯度，场内存在有利压力梯度，其中由重力波产生的静力贡献至少比流体动力效应大一个数量级。分别使用非局部和尾流效率 与 （Allaerts & Meyers, Bound. Layer Meteor. 166, 2018），我们观察到上游不利压力升高与 的强负相关，以及场内有利压力降落与 的强正相关。利用简化线性重力波模型，我们给出了 的简单标度关系，其与LES结果吻合较好。
引用
@article{arxiv.2306.08633,
title = {A parametric large-eddy simulation study of wind-farm blockage and gravity waves in conventionally neutral boundary layers},
author = {Luca Lanzilao and Johan Meyers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.08633},
year = {2023}
}