Pseudo-2D RANS：一种 LiDAR 驱动的风电场流模拟中等保真度模型

越来越需要下一代风电场流模型来辅助现代风力发电厂的设计、运行和性能诊断。此类工具的必要属性包括对风电场空气动力学描述的准确性（包括大气稳定度效应、合并尾流以及风力机转子诱导的压力场的影响）以及低计算成本。Pseudo-2D RANS 模型旨在为控制安装在平坦地形和海上风电场流的 Navier-Stokes 方程提供高效解。湍流闭合和致动盘模型基于在不同运行和大气条件下收集的风力机尾流 LiDAR 测量结果进行校准。实现了浅水方程表述，以在整个风电场中获得速度场和压力场的收敛解，且其计算成本与中等保真度工程尾流模型相当。本文提供了 Pseudo-2D RANS 模型的理论基础和数值格式，并详细描述了验证与确认过程。该模型针对位于北德克萨斯州的一个陆上风电场的大型发电量数据集进行了评估，在 10 分钟平均有功功率上显示出 5.6% 的归一化平均绝对误差，在集群风电场效率上为 3%，相较于本文中测试的性能最佳的工程尾流模型，分别代表了 8% 和 24% 的改进。