重力波与风场湍位两向耦合：一种简化的边界层模型
流体动力学
2026-05-29 v1
摘要
本文构建了一个用于建模大规模风电场中重力波与湍位湍流两向耦合的简化模型。对非厄尔赫斯定常布oussinesq方程进行线性化，并引入适用于边界层和上方分层自由大气的简化，可得两个区域的独立控制方程。通过在顶端反演处引入动态边界条件，直接捕捉重力波对边界层流动的反馈。混合谱-有限差分离离化方法产生了计算效率高的模型，同时保留了垂直边界层结构。与大涡仿真(LES)的比较表明，该模型成功再现了内部风电场流动和大尺度重力波效应。它捕捉了由不利压力梯度导致的上游阻塞，以及由有利压力梯度驱动的湍位在场内及场下加速恢复。
引用
@article{arxiv.2605.30077,
title = {Two-way coupling of gravity waves and wind farm wakes: a reduced-order boundary-layer model},
author = {Hossein A. Kafiabad and Majid Bastankhah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.30077},
year = {2026}
}