低空急流高度对风电场性能的影响
流体动力学
2021-03-11 v1
摘要
低空急流（LLJs）是大气边界层最低 50 至 1000 m 内的风速极大值。由于其显著影响风电场的功率产出，理解 LLJs 与风电场之间的相互作用至关重要。在 LLJ 存在时，速度剖面中存在正与负切变区。LLJ 的正切变区持续湍流，而负切变区湍流有限。我们给出了风电场的大涡模拟，其中 LLJ 位于涡轮转子扫掠区域之上、之下或中部。我们发现当 LLJ 位于涡轮上方时，尾流恢复相对较快。这是由于 LLJ 下方的高湍流以及风电场功率产出引起的动量亏损所产生的向下垂直夹带。这获取了急流的能量并有助于尾流恢复。然而，当 LLJ 位于涡轮转子扫掠区域下方时，由于 LLJ 上方大气湍流低，尾流恢复非常缓慢。能量收支分析揭示，当 LLJ 位于涡轮转子扫掠区域之上和中部时，夹带通量分别最大和最小。令人惊讶的是，我们发现当 LLJ 位于涡轮转子扫掠区域下方时，负切变产生了显著的向上夹带通量。这有利于从急流中提取能量，对下游涡轮的性能有益。
引用
@article{arxiv.2101.06750,
title = {Effect of low-level jet height on wind farm performance},
author = {Srinidhi N. Gadde and Richard J. A. M. Stevens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06750},
year = {2021}
}