潮汐涡轮阵列优化中所用深度平均方法精度的研究
流体动力学
2018-10-24 v1
摘要
深度平均浅水模型被广泛用于潮汐涡轮阵列的大尺度模拟。该方法相对较低的计算复杂度使得以改善阵列总功率输出为目标的布局优化以及大尺度环境影响评估成为可能。为评估使用深度平均模型优化阵列配置的适用性，本文给出了二维浅水模型与三维致动盘动量（ADM）模型所预测的尾流剖面及功率输出之间的全面比较。首先，给出了黏度敏感性分析，以阐明深度平均模型中使用恒定涡黏度相关的局限性，并说明依据自由流速度大小正确标定该值的重要性。此后，使用深度平均的 OpenTidalFarm（OTF）工具在理想河道中优化由 32 台涡轮组成的阵列的位置，并首次使用三维 Fluidity ADM-RANS 模型评估 OTF 预测的精度。结果表明，借助修正的功率计算，两模型之间可取得良好一致，从而证明了在深度平均模型中实施的涡黏度标定之价值。
引用
@article{arxiv.1810.09827,
title = {An investigation into the accuracy of the depth-averaging used in tidal turbine array optimisation},
author = {Mohammad Amin Abolghasemi and Matthew D. Piggott and Stephan C. Kramer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.09827},
year = {2018}
}