基于高阶h/p求解器中的执行器线建模风力机
流体动力学
2024-06-17 v1
摘要
本文比较了两种用于求解高阶h/p求解器和大涡流体动力学仿真的执行器线方法，以对风力机进行建模。这些方法将高阶求解器的精度（本文中最高阶数为6）与执行器线的计算效率相结合，以捕捉风力机叶片的空气动力学效应。与实验结果的比较验证了执行器线方法的有效性。我们探讨了多项式阶数和与高斯正则化函数相关的平滑参数的影响，并用于在高阶计算网格中平滑执行器线力，以显示这两个参数如何影响叶片上力的分布以及风机湍流。最大影响来自增加多项式阶数，这使得无需重新生成网格即可更好地捕捉物理现象。在比较执行器线方法时，我们展示了执行加权求和（weighted sums）相对于元素平均（element averages）计算叶片速度和力的优势。对于低阶仿真（低多项式阶数），两种方法提供类似的结果，但随着多项式阶数的增加，加权求和方法显示出更平滑的推力/扭矩分布和更好的湍流分辨率。此外，单元平均法在多项式阶数超过3（4th order accuracy）时会引入非物理振荡。
引用
@article{arxiv.2406.09993,
title = {Modelling Wind Turbines via Actuator Lines in High-Order h/p Solvers},
author = {Oscar A. Marino and Raúl Sanz and Stefano Colombo and Ananth Sivaramakrishnan and Esteban Ferrer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.09993},
year = {2024}
}