用于任意风场几何解析平均流预测的面积局部化耦合模型

本文介绍了面积局部化耦合(ALC)模型,该模型扩展了先前将经典尾流叠加与大气边界层模型相耦合的方法,以适用于任意风场布局。将尾流模型与自顶向下边界层模型相耦合尤其具有挑战性,因为后者需要对与特定涡轮流场区域相关的平面面积进行平均。ALC模型利用Voronoi镶嵌在每个涡轮周围定义局部面积。随后,在每个涡轮上游的Voronoi单元上应用发展内边界层的自顶向下描述,以估计局部平均速度剖面。基于该局部化自顶向下模型的轮毂高度速度与尾流模型之间的耦合,通过使各单元内平均速度的最小二乘误差最小化来实现。ALC模型采用具有从平顶到高斯函数过渡剖面并通过线性叠加考虑尾流相互作用的尾流模型实现。与大涡模拟(LES)数据的详细对比证明了该模型在复杂风场几何的功率和轮毂高度速度准确预测上的有效性。利用LES对混合阵列-随机风场(一半涡轮按阵列排列,另一半随机分布)的进一步验证表明,该模型在捕捉不同风场配置结果方面具有通用性。在这两种情况下,相较于主流方法,ALC模型在一系列来流风向下均对风场及单个涡轮的功率预测有所改进。