风力机运行对近地层风速及湍动能影响的研究

2016-01-26王松岭靳超然吴正人刘维维

电力科学与工程 2015年10期

关键词：风速

王松岭，靳超然，刘　梅，吴正人，刘维维

(华北电力大学 a. 能源动力与机械工程学院； b. 经济与管理学院，河北保定071003)

风力机运行对近地层风速及湍动能影响的研究

王松岭a，靳超然b，刘梅b，吴正人a，刘维维a

(华北电力大学 a. 能源动力与机械工程学院； b. 经济与管理学院，河北保定071003)

摘要：为研究风力机运行对大气边界层的潜在影响，采用GAMBIT软件建立风力机及风场模型，应用UDF技术加载边界层速度分布函数作为流场入口边界条件，基于尾流特性及湍流理论，应用FLUENT软件对单台风力机运行对大气边界层底部近地层的影响进行模拟，通过分析风力机下游流场的特点来探索风力机对大气边界层内的速度及湍动能的影响，以期分析边界层的变化情况。结果表明，风力机的运行使边界层内风速、湍动能均发生较大变化，这将进一步影响边界层某些参数，进而可能改变风电场周边的环境气候。

关键词：大气边界层；风力机；风速；湍动能；数值模拟

中图分类号:TK811

文献标识码:A

DOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2015.10.013

收稿日期：2015-06-12。

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(2015MS114)。

作者简介：王松岭(1954-)，男，教授，博士生导师，研究方向为热力设备及大型回转机械安全、经济运行，流体动力学理论及应用，E-mail：hdwangsl@163.com。

Abstract：For the study of the potential influence of the wind turbine to the fluid flow in the atmospheric boundary layer, Gambit software was chosen to build the horizontal axis wind turbine and the whole flow field, the velocity distribution function of the boundary layer was loaded by the UDF as the inlet boundary condition. Based on the wake model, combined the turbulence theory, Fluent software was used to simulate the fluid flow in the bottom of the atmospheric boundary layer caused by the single wind turbine. By analyzing the characteristics of the downstream flow of the turbine, the paper explores the effect of the wind turbine to the velocity and the turbulent kinetic energy in the atmospheric boundary layer, then analyzes the changes of the atmospheric boundary layer in the field. The result shows that the wind turbine makes velocity and turbulent kinetic energy change obviously, which may influence some parameters of the boundary layer, and change the environment even the migration of pollutants around the wind farm.

Keywords：atmospheric boundary layer; wind turbine; wind speed; turbulent kinetic energy; numerical simulation