FLUENT在复杂地形风场精细模拟中的应用研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究风能资源评估是风电场规划和建设的重要环节，对于提高风电场的发电效率和经济性具有重要意义。
由于地形的复杂性，风能资源评估的精度一直是研究和实践中的难题。
本文将介绍一些相关研究的进展，以及提升风能资源评估精度的方法和技术。
一、地形对风能资源评估的影响地形是影响风能资源评估的重要因素之一。
地形的高低起伏和山地的存在都会使得风场的风速发生变化，从而影响风能资源的评估结果。
复杂地形中风向风速的变化不规律，而在平坦地区则相对规律。
在评估风能资源时，必须考虑地形对风场风速的影响。
二、提升风能资源评估精度的方法和技术针对复杂地形风能资源评估的难题，研究者们提出了一系列方法和技术，用于提升评估的精度。
以下是一些常见的方法和技术：1. 高精度测量技术：利用先进的测量设备，如激光雷达和卫星遥感技术，对地形和风场进行高精度测量。
这些技术可以提供详细的地形数据和风场分布，从而减小地形对风能资源评估的影响。
2. 数值模拟方法：使用计算流体力学（CFD）模拟方法，对复杂地形的风场进行模拟。
通过建立精细的数学模型，可以更准确地预测风场的分布和风速变化，提高评估的精度。
3. 风场测量与数据处理：利用测量站点的实测数据，结合数据处理和插值技术，对风能资源进行评估。
通过对实测数据的合理处理和分析，可以减小地形对风能资源评估的影响。
4. 统计分析方法：利用统计学方法，对多年的风场观测数据进行分析，揭示风场的统计特征和规律。
通过建立合适的统计模型，可以更准确地预测未来的风能资源。
三、结论复杂地形对风能资源评估的精度有着重要的影响，需要采用一系列的方法和技术来提升评估的精度。
高精度测量技术、数值模拟方法、风场测量与数据处理以及统计分析方法都可以有效地提高评估的精度。
在实际应用中，需要根据具体的评估需求和条件选择合适的方法和技术，以获得准确的风能资源评估结果。
FLUENT在复杂地形风场精细模拟中的应用研究.pdf
FLUENT在复杂地形风场精细模拟中的应用研究*李 磊（深圳市国家气候观象台，深圳市气象局，深圳，518040）摘 要本文尝试将计算流体力学软件FLUENT用于复杂地形风场的精细模拟研究，所进行的一系列数值模拟试验表明：由于采用了中尺度模式较少采用的计算机辅助建模、非结构化网格和有限体积法等技术，FLUENT 可以实现复杂地形乃至极度陡峭地形上的风场模拟，完成普通中尺度模式难以完成的任务。
相比于普通中尺度模式，FLUENT可以更为精确地描述下垫面的复杂地形特征，因而能够在小尺度范围内得到分辨率更高、且更为准确的复杂地形上的近地层风场模拟结果。
关键词：FLUENT, 计算流体力学, 复杂地形, 风场, 精细模拟1 引言了解近地层的风场特征，对于风能评估、大气环境影响评价以及气象灾害风险评估都有着非常重要的意义。
然而在复杂地形上，近地层风场分布具有高度的非均匀性，观测数据所能代表的范围非常有限，在这种情况下，利用数值模拟方法获得复杂地形条件下高分辨率的近地层风场资料，就显得非常重要。
事实上，模拟复杂地形上的风场结构，一直是大气科学中一个重要的问题，许多学者已经针对大气环境评价、风能评估等不同方面的需求，从不同角度展开研究，并取得了丰富的成果[1-11]。
这些研究主要基于中尺度模式展开，通常采用地形追随坐标，通过方程组的坐标变换来描述复杂地形，在数值计算方法上以差分格式为主。
中尺度模式的空间分辨率最高可达到100m数量级，且在模拟的前处理阶段需要对地形进行不同程度平滑，以获得计算上的稳定性[12, 13]。
对于中尺度模式而言，当遇到极为陡峭的地形时，有可能出现积分溢出的情况。
近年来，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）类的模式在气象领域的应用正在得到越来越多的关注，尤其是在城市微尺度风场及污染扩散研究中已经得到了较广泛的应用[14-17]。
CFD类模式处理复杂几何体的能力引起了一些气象学者的注意，逐渐尝试将其应用到复杂地形风场模拟中。
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究1随着环保意识的增强和可再生能源的广泛应用，风力发电成为了备受关注的一种清洁能源。
在风力发电机的设计和研发过程中，对其流场特性的研究至关重要。
FLUENT作为一种基于CFD （计算流体力学）的软件，可以用来模拟风力发电机的流场，对其性能进行评估、优化与改进。
风力发电机是一种将风能转换为电能的设备，其主要结构由叶片、轮毂、塔架、发电机等组成。
在风能的作用下，叶片旋转，带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。
因此，叶片的aerodynamic design 对风力发电的效率至关重要。
基于FLUENT的流场仿真可以模拟风力发电机的空气流动情况，包括空气流速、压力分布、湍流情况等。
通过分析仿真结果，可以优化叶片的 aerodynamic design，提高风力发电机的效率和输出能力。
风力发电机在不同的气候条件和地形条件下的效果不同。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同环境条件下的风力发电机进行模拟和测试。
同时，在风力发电机的设计过程中，FLUENT可以用来预测其性能参数，包括功率、转速、风速等。
通过不断调整和优化设计方案，可以取得更好的性能表现。
除了叶片设计和性能预测，FLUENT还可以用来研究风力发电机与周围环境的相互影响。
在实际应用中，风力发电机一般建设在开阔的地区，因此其周围环境可能会对其性能产生影响。
比如在高低起伏的地形中，风力发电机的性能可能因叶片在不同高度处风阻不同而受到影响。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同地形条件下的风力发电机进行模拟，了解其周围环境对其性能的影响，进而制定相应的优化措施。
总之，基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究可以为风力发电的设计和开发提供重要的支持和指导。
通过精确的流场模拟和优化，可以使风力发电机的性能得到最大化的提高，为可再生能源的推广和利用做出贡献基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究是提高风力发电机性能的有效途径。
一种基于WRF和Fluent耦合的复杂地形风场模拟方法及装置[发明专利]
![一种基于WRF和Fluent耦合的复杂地形风场模拟方法及装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2d27f97f2f3f5727a5e9856a561252d380eb2014.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810681919.X(22)申请日 2018.06.27(71)申请人 广东电网有限责任公司电力科学研究院地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路水均岗8号(72)发明人 罗啸宇 谢文平 肖凯 聂铭 雷旭 姚博 刘震卿 吴晓波 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人 张春水 唐京桥(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)(54)发明名称一种基于WRF和Fluent耦合的复杂地形风场模拟方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于WRF和Fluent耦合的复杂地形风场模拟方法及装置，本发明通过WRF模式模拟所述CFD三维复杂地形模型的粗分辨率风场数据，并建立WRF风场网格模型，并在处理WRF风场网格模型计算的风场数据，通过使用距离倒数加权法或三点共面线性插值法进行插值，得到CFD三维复杂地形模型的5个边界面风场数据，相比曲线拟合的计算方式更加简单和直接，避免曲线拟合在风速波动较大时出现较大偏差的情况，解决了现有的复杂地形风场模拟方法精确度低的技术问题。
权利要求书2页 说明书9页 附图5页CN 108776745 A 2018.11.09C N 108776745A1.一种基于WRF和Fluent耦合的复杂地形风场模拟方法，其特征在于，包括：S1：根据GIS高程数据，建立CFD三维复杂地形模型；S2：通过WRF模式模拟所述CFD三维复杂地形模型的粗分辨率风场数据，并建立WRF风场网格模型；S3：根据所述WRF风场网格模型，通过距离加权法或三点共面线性插值法计算所述CFD 三维复杂地形模型的边界面中预置坐标点的风速分布数据，其中，所述风速分布数据包括：x方向风速U，y方向风速V，z方向风速W；S4：判断已计算的边界面数量是否为5，若是，则执行步骤S5，若否返回步骤S3，得到未计算的非底面边界面的所述风速分布数据；S5：驱动Fluent对所述风速分布数据进行计算，得到复杂地形风场湍流模型。
复杂地形与建筑物共存情况下的风场模拟研究
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环境 模拟 的问题 。 值 得 特 别指 出的是 ，本 文 的模 拟个 例 是在 台
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口
证 中尺度模拟的可靠性 ， 从而为微尺度 Ｃ Ｆ Ｄ模拟 提供真实、 准确的初、 边界条件 。 而基于 Ｃ Ｆ Ｄ的 模拟可精细描述复杂地形和建筑物的几何特征 ， 且提供高分辨率的精细模拟结果 ，二者的耦合使 用 ，较好解决 了复杂地形条件下建筑物周边风场
着陆点 ， ｘ 为 负值 表示 飞 机 尚在 空 中滑翔 ， 为 正
值表示飞机已着陆 ，正在跑道上滑行 。在北侧航 道上 ，侧 向风速 的变化 幅度 较小 ，侧 向风 速从
一
研究复杂地形条件下建筑物周边的大气扩散等问 题 。该技术方法对于气象风险评估 、大气环境影 响评价等相关业务工作有一定 的应用前景 。
建筑 群 对来 风造 成 显著 影 响 ，建筑 群 的背 风侧 有
５ 结论与展望
本 文 利用 中尺度模 式 Ｒ Ａ ＭＳ和 微尺 度 Ｃ Ｆ Ｄ
较大面积的较低风速区，较低风速区覆盖 了南侧 跑道 的飞机着陆路线 ，其内部平均风速降至 ｌ ５ ｍ ／ ｓ左右。流线分析表明气流在抵达机场建筑群 之前较为平顺 ， 而 ０ ． ７ ｍ ／ ｓ 降到 ｘ ＝ Ｏ ｍ处的 ｌ ８ ． ７
ｍ ／ ｓ ，降幅为 ２ ｍ ／ ｓ 。而在南侧航道 ，侧 向风速从
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
随着风能行业的迅速发展，风电场建设越来越多地涉及到复杂地形条件下的风能资源评估。
然而，复杂地形条件下风速场变化非常复杂，给风能资源评估带来了很大的挑战，评估精度也面临很大的提升空间。
针对复杂地形风电场风资源评估问题，目前主要采用计算流体力学（CFD）建模方法，通过数值模拟来解决问题。
但在现有的CFD方法中，尚存在一些问题，例如精度不高、计算量大、计算时间长等缺陷。
针对这些问题，研究者们提出了一些新的方法和技术，以提高复杂地形风电场风资源评估的精度。
其中，一些新的CFD模型和计算方法被广泛应用于风能资源评估，如LES（大涡模拟）、RANS（雷诺平均Navier-Stokes方程）、URANS（未定RANS模拟）等模型。
这些模型可以改善通常采用的标准k-ε模型带来的误差和不足。
此外，为了降低计算复杂度和提高计算速度，研究者还提出了一些简化模型和快速方法，如格子Boltzmann方法、多层网格法、基于神经网络的机器学习方法等。
这些方法可以在不丧失精度的情况下提高计算效率，也可以在计算量较大的情况下进行复杂度的灵活控制。
总之，通过各种方法和技术的不断创新和优化，复杂地形风电场风能资源评估的精度不断提高。
未来，随着方法和技术的进一步发展和完善，风能资源评估将会趋于更准确、更可靠。
浅谈CFD技术在建筑风环境模拟中的应用
浅谈CFD技术在建筑风环境模拟中的应用摘要近年来，建筑的风环境越来越多地引起人们的重视。
风是构成环境，尤其是室外环境的重要因素之一，风和城市环境、建筑环境有着密不可分的关系，并对城市规划、建筑设计和结构设计等领域起着很大的影响。
然而人们对风环境的掌握十分困难，传统的模拟手段费时、费力，且结果收集存在误差。
近些年来，CFD技术越来越多的被各行业的技术人员用来作数字化模拟的手段，其不可替代的优势必将使建筑模拟技术实现新的飞跃。
关键词：建筑风环境CFD技术AbstractIn recent years, more and more people pay attention to building wind environment. Wind is one of the important factors constituting the outdoor environment, wind and the urban environment, the built environment has a close relationship, and urban planning, architectural design and structural design field plays a big impact. However, it is very difficult to master the wind environment, The traditional analog means consuming and laborious. In recent years, more and more of the technical staff of the various industries used CFD technology as a means of digitized analog, its irreplaceable advantages will make the building simulation technology to achieve a new leap.Keywords: Building wind environmentCFD technology0.引言人、自然、建筑、城市一直是紧密相关的概念，而风与他们都有关系。
基于FLUENT的典型风区风参数数值模拟研究
本课题是国家自然科学基金项目“内陆强风及其作用的现场实测与模拟”的子项目， 本文采用数值模拟的方法，对新疆三个典型地形的风特性参数进行研究。本文主要工作 如下：运用 FLUENT 和 GAMBIT 软件建立测风塔周围地形的三维几何模型。划分网格 并确定计算流域，选用合适的边界条件和控制参数，确定计算工况和测点布置。给出风 速剖面和湍流强度的计算结果，并将数值模拟的风特性参数与风洞试验结果进行对比。 验证数值模拟方法对此类地形风参数研究的可行性。并进一步研究模型尺度对风参数的 影响，结果表明：模型尺度对不同地形的影响不同。 关键词：FLUENT，典型风区，风参数，数值模拟，风速剖面，湍流强度
国家自然科学基金资助项目（项目编号：90915001）
孙龙龙
导师姓名职称
刘健新 教授
申请学位级别
工学硕士
学科专业名称 桥梁与隧道工程
论文提交日期 2012 年 6 月 8 日 论文答辩日期 2012 年 6 月 1 日
学rical Simulation of Wind Parameters on Typical Wind Area Based on FLUENT
1.2 桥梁风工程的研究的内容和方法................................................................................3 1.2.1 桥梁风工程的研究的内容 .................................................................................. 3 1.2.2 桥梁风工程的研究的方法 .................................................................................. 4
技术解析“复杂地形风能预报技术研究”项目
技术解析“复杂地形风能预报技术研究”项目复杂地形风能预报技术研究项目旨在开发一种高精度的风能预报技术，以提供在复杂地形条件下的风能资源评估和风电场设计等应用。
随着风能发电行业的快速发展，对风能预报技术的需求也越来越迫切。
传统的风能预报技术大多基于平地的气象数据进行模型建立和预测，而在复杂地形条件下，山脉、丘陵等地形的影响对风能产生了较大的干扰，使得传统预报模型的准确性大大降低。
因此，复杂地形风能预报技术研究项目的主要目标是寻找一种能够准确模拟并预报复杂地形条件下风能的新方法。
为了达到这个目标，研究项目将采用以下几项技术手段：1.先进的数值模拟方法：传统的风能预报方法主要基于统计学模型，无法充分考虑地形的复杂性和非线性。
项目将引入先进的数值模拟方法，如计算流体力学（CFD）和多尺度模拟，以模拟复杂地形下的风场分布和风能输出。
2.三维地形数据采集与处理：项目将采集并处理包括地形高程、坡度、曲率等参数的三维地形数据。
这些数据将用于构建复杂地形的数值模型，并为模拟提供准确的地形信息。
3.大数据分析与机器学习：项目将收集大量历史气象数据和实测风能数据，并利用机器学习算法进行数据分析。
通过对这些数据进行训练和建模，项目将尝试发现地形特征与风能之间的关联，从而提高风能预报的准确性。
4.风能资源评估与优化设计：利用上述技术手段，项目将能够进行复杂地形条件下的风能资源评估和风电场设计。
这些评估结果将为风能发电项目的选址提供科学依据，同时也有助于优化发电设备的布局和风场的建设。
通过上述技术手段的综合应用，复杂地形风能预报技术研究项目将为风能行业提供一种高精度的风能预报方法。
这将大大提高风能发电系统的可靠性和效益，为可再生能源的发展做出重要贡献。
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究【摘要】本文主要针对复杂地形风电场风资源评估精度提升展开研究。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在分析了风电场风资源评估方法，探讨了复杂地形对风资源分布的影响，并提出了提升评估精度的方法。
对现有风电场风资源评估精度问题进行了分析，并以案例展示了复杂地形风电场风资源评估的情况。
在总结了研究成果，提出了存在的问题及展望，并阐明了研究的启示与意义。
通过本文的研究，有望提升复杂地形风电场风资源评估的精度，为风电场建设提供科学依据和参考。
【关键词】关键词：复杂地形、风电场、风资源评估、精度提升、风资源分布、风资源评估方法、案例分析、研究成果、问题分析、展望、启示、意义。
1. 引言1.1 研究背景风能是一种清洁、可再生的能源资源，近年来得到了广泛的关注和利用。
而风电场的风资源评估是确定风电场的布局和风机的选型的重要基础。
由于复杂地形的存在，风场的风速在空间和时间上都表现出较大的不均匀性，这给风资源评估带来了一定的挑战。
在复杂地形中，地形高度变化会导致气流受到阻挡或加速，从而影响风场的风速分布。
地形的起伏还会产生湍流，增加风场中风机的机械磨损，降低风机的寿命。
针对复杂地形的风资源评估，需要考虑地形对风资源分布的影响，以提高评估的准确性。
本研究旨在通过对复杂地形风电场风资源评估精度提升的研究，探讨风资源评估方法的优化和改进，以应对复杂地形带来的挑战。
通过深入分析和研究，期望能够提高风电场风资源评估的准确性和可靠性，为风电场的建设和运行提供更好的技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了提升复杂地形风电场风资源评估的精度，通过分析现有风资源评估方法的不足之处，研究复杂地形对风资源分布的影响，探讨提升评估精度的方法，并结合实际案例进行分析。
通过本研究可以更全面地了解复杂地形对风资源的影响，为风电场建设提供更准确可靠的风资源评估数据，从而有效降低风电场建设和运营过程中的风险，提高风电场的发电效率和经济效益。
Meteodyn WT软件在复杂地形条件下的应用
法国美迪有限公司
技术原理
Principle
风能评估技术分类 Classification of wind energy assessment techniques
WAsP等线性模型
WAsP linearized model
中尺度的方法
Mesoscale methods
Beijing, 2008/10/28
法国美迪有限公司
风能资源评估项目
Wind Energy Assessment Project
举例1：法国能源与环境部PACA项目
给法国政府提供的最终资源绘图 : 3个不同的高度
meteodyn WT
Chinese Wind Energy Association
处于信风带，盛行风向为东北风，潜在风能 资源好，该地区有雨季与旱季之分
平原与山地交错
对海地进行风能资源评估，尤其是在其北部 拟建三个风电场，德国WINERGY公司推荐 METEODYN技术。
meteodyn WT
Chinese Wind Energy Association
Beijing, 2008/10/28
Team of experts in meteorology, aerodynamics, wind energy, constructions aerodynamics and vehicles aerodynamics
• 与欧洲顶级的风力研究所合作
Cooperating with European top-level wind research institutes
Chinese Wind Energy Association
Beijing, 2008/10/28
基于CFD的复杂地形风能分布研究
基于CFD的复杂地形风能分布研究李辰奇;许昌;杨建川;甄文忠;刘德有;郑源【摘要】Numerical simulations were carried out by using the Fluent software with a mesh generated by using the Argis software to predict the wind speed distribution in complex terrain.The post-processing by Tecplot was used to get the wind speed distribution characteristics and the wind energy distribution in the whole wind field.The obtained results were compared to the calculated results with WAsP software.%提出一种通过计算流体力学(CFD)计算风电场风速和风能分布的方法,该方法通过Argis软件对风电场CAD等高线图进行离散处理,按照风速玫瑰图分布,利用Fluent软件对复杂地形条件下风场按照12分度进行数值计算,并按照风速风向分布概率由Tecplot软件进行后处理,得到整个风场的风速分布特点和风能分布.将计算结果与WAsP软件作比较,结合地形特点进行分析,认为本文计算方法得到的结论较为可靠.【期刊名称】《上海理工大学学报》【年(卷),期】2013(035)003【总页数】5页(P270-274)【关键词】风电场;复杂地形;风能资源评估;CFD数值模拟【作者】李辰奇;许昌;杨建川;甄文忠;刘德有;郑源【作者单位】河海大学能源与电气学院,南京211100;河海大学能源与电气学院,南京211100;河海大学能源与电气学院,南京211100;丹麦科技大学风能系,林格比2800;河海大学能源与电气学院,南京211100;河海大学能源与电气学院,南京211100【正文语种】中文【中图分类】TM344.1近年来，风电能源成为发展速度最快的可再生能源［1-3］，风能资源评估是建设风电场的基础性工作，发电量计算结果直接关系到风电场的经济指标和整体效益.目前风能资源评估和发电量计算基本上采用丹麦Riso实验室开发的WAsP软件，该软件采用线性模型对风能资源和风能产量进行评估，对于平坦地形条件，预测精度较高，而对于复杂地形条件，预测精度有待于进一步提高［4-8］.随着风能资源开发的不断深人，风电场规划选址开始从风能稳定、施工条件好的平坦地形向高湍流、施工难度大的复杂地形发展［9-11］.这样，以WAsP为计算引擎的风能资源评估软件不适合处理复杂地形的风资源情况.目前我国已有学者开展针对复杂地形的风资源预测的研究工作，但其研究水平与国外有一定差距，主要体现在地形数据的处理、风电场空气动力场的数值计算方法和空气动力场数值计算结果的处理上［12-16］.本文尝试开展适用于复杂地形风资源评估的小尺度非线性数值模式研究，采用近年来快速发展的计算流体力学（CFD）技术，计算分析风电场风速和风能分布，并与WAsP软件的计算结果进行比较，并定性定量分析本文方法的可靠性.目前风电场复杂地形通常是通过AutoCAD等高线方式表示，而通过CFD技术计算风电场空气动力场，需要建立包括地形在内的物理模型，物理模型的建立首先需要对复杂地形进行数字化.Argis是一款集地理信息系统开发、分析、地图数字化、地理信息的采集等功能于一体的软件，目前在地理信息系统行业该软件的功能最为强大，应用最为广泛.本文实例中，使用Argis将AutoCAD中的等高线分离出来生成tin文件，从而得到转化成坐标点的dem文件，对dem文件进行离散处理，风电场等高线如图1所示，而在Argis离散处理后地形如图2所示.通过图形的对比分析，认为Argis软件离散后的地形图基本达到了原等高线图的精度要求.根据复杂地形离散后的数字文件，在gambit中建立地形物理模型.根据地形资料，选取的计算区域为7 000 m×7 000 m×500 m，如图3所示.其中，高度为500 m，选择非结构网格，地面面网格为30 m× 30 m，垂直方向上网格将地表到500 m高度分为3层，分别为0～50 m，50～200 m，200～500 m，而网格间隔分别为5，10，30 m.流体动力学标准的Navier-Stokes方程组（直角坐标系）为［17］本文选用稳态、常物性控制方程.选用的标准κ-ε湍流模型［18］为式中，u为绝对速度；ρ为空气密度；u，v为水平风速；w为垂直风速；p为空气压强；μ为动力粘度；κ为湍流动能；ε为湍动耗散率；Γκ为κ的扩散系数；G 为紊流能量的生成率，也是动能的耗散率；G-ρε为方程的净源项；C1ε和C2ε为模型常数.方程求解采用二阶上风方法离散，底面边界条件是壁面函数，入口为给定的速度入口，出口为给定的出流口，而其它的面采用对称条件.风速按照12分度的风向玫瑰图，计算出每个分区的平均风速，在垂直地面方向采用的模型为式中，u*为表面摩擦速度系数；K为Karman常数，一般取0.4；z0为地表面粗糙度长度.该模型通过Fluent的UDF编辑实现.其中，0～30°风向的入口速度输入如图4所示，可以看出，速度进口沿着高度方向的变化趋势，地面风速接近为零，随着高度的增加，根据网格划分的情况，出现层状的颜色分布.3.1 风能计算结果风能密度是气流在单位时间内垂直通过单位截面积的风能［19］.从而风功率密度公式，也称风能密度公式为式中，W为风功率；V为给定位置的风速大小.通过计算，在Fluent软件中得到12个方向上的风速分布，将这些风速在Tecplot 中按照风速概率分布拟合，计算出风电场中的风能分布.在图5（a）中，风能随着离地高度的增加也逐渐增加，风能已经在300～600 W ／m2之间，也可以看出风速主风向的趋势，大概是在45°左右.在图5（b）和图5（c）中，风能分布趋势已大致稳定，反映出海拔高度变化平缓的区域风速梯度变化小，海拔高度变化差异大的区域风速梯度变化大.图6和图7是在地形图的位置y=-3 000 m，x=2 500～5 000 m范围内的某一山坡下的风能分布图和速度分布图.其中，图6是将12个风向上的风速综合而成，图7是在0～30°风向上从右往左吹过山坡.从图7中可以看出，迎风坡的风速比背风坡的风速大，这是因为受到山坡的阻碍，风受到削减，能量损失，造成风速减小.3.2 数值模拟与WAsP软件进行比较在地图上，沿着主风向，取地图对角线上均匀分布的20个点为参考点，通过CFD 数值模拟方法和WAsP软件方法，分别计算这些点的风能大小.可以看到，CFD计算得到的点的风能大小变化很大，而WAsP得到的风能大小变化范围较小，这主要是因为WAsP只考虑到高度对风速的影响，而忽略了复杂地形下地形对风的削减改变也有很强的作用，而CFD数值模拟方法将地形对风速风能的影响也考虑在内，从而得到了更符合实际的风能分布结果.从表1中可以看出，第6点开始到第20个点，CFD比WAsP的结果要小100～200 W／m2，而前面5个点可能靠近地形的边缘，结果差的变化范围较大.从图8可以直观地看到，只有第2个计算点的CFD计算风能分布大于WAsP的计算结果，其它计算点都是WAsP计算结果比CFD结果大，这也与目前复杂地形利用WAsP计算结果偏大的结果吻合.表1是CFD与WAsP在20个计算点的风能分布.a.在复杂地形下，将CFD计算方法与WAsP软件计算得到的风能分布相比较，CFD计算方法更客观、更接近实际地反映出风经过复杂地形下的风能分布，同时考虑到了山坡等障碍物对风的削弱，而不仅仅局限于高度要素的影响.b.由于传统风资源评估软件WAsP对复杂地形计算误差较大，通常偏大，本文采用CFD数值模拟计算方法，考虑了复杂地形和高度对风速变化的影响，计算结果比WAsP结果小，这与目前复杂地形利用WAsP计算结果偏大的结果吻合.【相关文献】［1］韩春福.风能资源评估方法的分析及应用［J］.节能，2009，322（5）：22-24.［2］胡毅，张健.风资源评估中风速方法研究［J］.内蒙古科技与经济，2010，233（21）：76-78.［3］梁思超，张晓东，康顺，等.基于数值模拟的复杂地形风场风资源评估方法［J］.空气动力学学报，2012，30（3）：415-421.［4］ Okulov V I，Sorensen J N.Instability of a vortex wake behind wind turbines［J］.Doklady Physics，2004，49（12）：772-777.［5］ Johansen J，Sorensen N N.Aerofoil characteristics from 3D CFD rotor computations ［J］.Wind Energy，2004，7（4）：283-294，.［6］赖永伦，巫卿.WAsP软件在贵州四格风电场风资源评估中的应用分析［J］.红水河，2009，28（4）：106 -108.［7］杨振斌，薛桁，桑建国.复杂地形风能资源评估研究初探［J］.太阳能学报，2004，25（6）：744-749.［8］ Yang X Y，Xiao Y，Chen S Y.Wind speed and generated power forecasting in wind farm［J］. Proceedings of the Chinese Socity for Electrical Engineering，2005，25（11）：1-2.［9］ Berge E，Nyhammer F，Tallhaug L，et al.An evaluation of the WAsP model at a coastal mountainous site in Norway［J］.Wind Energy，2006，9（1）：131-140.［10］王远成，吴文权.不同形状建筑物周围风环境的研究［J］.上海理工大学学报，2004，26（1）：19-23.［11］ Kusiak A，Zheng H Y.Optimization of wind turbine energy and power factor withan evolutionary computation algorithm［J］.Renewable Energy，2010，35（3）：1324-1332［12］冯长青，杜燕军，包紫光，等.风能资源评估软件WAsP和WT的适用性［J］.中国电力，2010，43（1）：61 -65.［13］ Madsen H A，Larsen G C，Larsen T J.Validation of the dynamic wake meandering model for implementation in an aeroelastic code［J］.Journal of Solar Energy Engineering，2010，132（4）：41-71.［14］ Berg J，Mann J，Bechmann A.The bolund experiment，Part I：Flow over a steep，three-dimensional hill［J］. Boundary-Layer Meteorology，2011，141（2）：219.［15］ Bingol F，Mann J，Foussekis D.Conically scanning lidar error in complex terrain ［J］.Meteorologische Zeitschrift，2009，18（2）：189-196.［16］ Kindler D，Oldroyd A，MacAskill A，et al.An eight month test campaign of the Qinetiq ZephIR system：preliminary results［J］.Meteorologische Zeitschrift，2007，16（5）：479-480［17］王美琳，罗勇，周荣卫.WindSim软件在复杂地形风电场风能资源评估中的应用［J］.气象，2010，36（2）：113 -119.［18］王福军.计算流体动力学分析［M］.北京：清华大学出版社，2004.［19］田子婵，杨勇平，刘永前.复杂地形的风资源评估研究［D］.北京：华北电力大学，2009.。
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究1. 引言1.1 背景介绍复杂地形风电场风资源评估精度提升研究，旨在通过深入分析地形特征对风资源的影响，探索适用于复杂地形的风资源评估方法，提出提升评估精度的策略，并通过数值模拟与实地观测对比分析，进一步探讨影响复杂地形风资源评估精度的因素。
通过这项研究，有望为复杂地形风电场的选址和风电发电量的预测提供更准确、可靠的数据支持，推动风能产业的发展和应用。
1.2 问题提出随着风电场建设规模逐渐扩大，复杂地形区域成为新的热点区域。
复杂地形环境下的风资源评估存在着许多困难和挑战，如地形特征对风资源分布的影响、评估方法的局限性以及评估精度的不足等问题。
在复杂地形环境下，地形高低起伏、地表覆盖情况、地形障碍物等因素会对风场的气流产生较大影响，导致风资源分布不均匀，评估精度降低。
当前的风资源评估方法往往无法充分考虑到地形特征对风场风速分布的影响，存在较大局限性。
如何提高复杂地形风电场的风资源评估精度成为当前亟待解决的问题。
本研究旨在通过对地形特征的影响分析、复杂地形风电场风资源评估方法的研究、评估精度提升策略的制定以及数值模拟与实地观测的对比分析等方式，探讨复杂地形风电场风资源评估精度提升的关键技术和方法，为解决复杂地形风资源评估难题提供参考依据。
1.3 研究目的研究目的是为了提高复杂地形风电场风资源评估的精度，从而更好地指导风电场的建设和运营。
当前对于复杂地形环境下的风资源评估存在着不确定性和误差，主要是由于地形特征对风场风速分布和方向的影响没有被充分考虑。
通过深入分析地形特征对风资源的影响，结合合适的评估方法和精细化的观测数据，可以有效提高评估的准确性和可靠性。
本研究旨在探讨复杂地形风电场风资源评估的关键问题，提出可行的评估方法和精度提升策略，通过数值模拟与实地观测的对比分析，深入研究影响风资源分布的因素，为复杂地形风电场风资源评估提供科学依据和技术支持。
通过本研究的实施，将进一步完善风电场风资源评估的理论体系，提高评估的精度和可靠性，为风电行业的发展和应用提供有力支持。
复杂地形风场的精细数值模拟
复杂地形风场的精细数值模拟程雪玲;胡非;曾庆存【摘要】风能是一种重要气候资源,随着我国风电规模的迅速增大,发展风能资源评估系统和风功率预测系统已成为一项重要的研究内容.国内外对复杂地形风场结构的数值模拟有大量研究,随着计算机能力增强,以往用于空气动力学精细流场计算的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式越来越多地在气象领域得到应用,人们开始研究用中尺度预报模式和CFD模式结合进行复杂地形风场的数值模拟.本文的耦合模式系统采用中尺度气象模式(WRF),通过嵌套网格到内层尺度(一般是几公里),然后通过耦合CFD模式Fluent软件获得高分辨率(水平30～100 m,垂直150 m高度以下10m)的风速分布资料,得到精细化的风场信息.通过对鄱阳湖北部区域和云南杨梅山复杂地形的风场模拟,提供了风能评估和预报的一种可行的方法.【期刊名称】《气候与环境研究》【年(卷),期】2015(020)001【总页数】10页(P1-10)【关键词】风能;大气边界层;复杂地形;WRF模式;Fluent软件【作者】程雪玲;胡非;曾庆存【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京100029;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京100029;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TK89为了有效应对气候、环境变化和能源短缺，最近20年来世界上风能资源的开发利用得到了迅猛发展。
我国幅员辽阔，风能资源极为丰富。
随着风电产业的发展，对风能资源评估的精度要求越来越高，一般都采用数值方法分析风资源分布。
国内外对复杂地形风场结构的数值模拟有大量的研究。
归纳起来可分为诊断模式（diagnostic model）和预报模式（prognostic model）两大类。
基于CFD的复杂地形风能分布研究
图 ２ Ａ ｒ ｉ ｓ地形显示图 ｇ Ｆ ｉ ． ２ Ａ ｒ ｉ ｓ ｍ ａ ｉ ｎ ｇ ｇ ｐ ｐ ｇ
的小尺度非线性数 值 模 式 研 究 ， 采用近年来快速发 技 术， 计算分析风电场风 展的计算流体力 学 （ Ｃ Ｆ Ｄ） 速和风能分布 ， 并与 ＷＡ ｓ Ｐ 软件的 计 算 结 果 进 行 比 并定性定量分析本文方法的可靠性 ． 较，
图 ３ 风场地形计算区域 Ｆ ｉ ． ３ Ｗ ｉ ｎ ｄ ｆ ａ ｒ ｍ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｇ
２ 数学模型和求解
流体动力学标准的 Ｎ 直角 ａ ｖ ｉ ｅ ｒ Ｓ ｔ ｏ ｋ ｅ ｓ方程组 （ －
１ ７］ 坐标系 ） 为［
ρ ＋ｄ （ ｉ ｖ ｕ）＝ ０ ρ ｔ
（ ） １
ｕ （ （ ） ｉ ｖ ｕ ｕ）＝ ｄ ｉ ｖ ｒ ａ ｄ ｕ） ２ － ｐ （ ｇ ρ ｔ ＋ｄ ρ μ ｘ ｖ （ （ ） ｒ ａ ｄ ｉ ｖ ｖ ｕ）＝ ｄ ｉ ｖ ｖ） ３ － ｐ （ ｇ ρ ｔ ＋ｄ ρ μ ｙ
图 １ 风电场等高线图 Ｆ ｉ ． １ Ｗ ｉ ｎ ｄ ｆ ａ ｒ ｍ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｍ ａ ｇ ｐ
１ 地形数字化
目前风电场复杂地 形 通 常 是 通 过 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ等 而通过 Ｃ 高线方式表示 ， Ｆ Ｄ 技术计算风电场空气动 力场 ， 需要建立包括地形在内的物理模型 ， 物理模型 的建立首 先 需 要 对 复 杂 地 形 进 行 数 字 化 ． Ａ ｒ ｉ ｓ是 ｇ 分 析、 地 图 数 字 化、 地理 一款集地理信息 系 统 开 发 、 信息的采集等功能 于 一 体 的 软 件 ， 目前在地理信息 应用最为广泛 ． 本 系统行业该软件的功能最为强大 ， 文实例 中 ， 使用 Ａ ｒ ｉ ｓ将 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ 中的等高线分 ｇ 离出 来 生 成 ｔ 从而得到转化成坐标点的 ｉ ｎ 文 件， 对ｄ 风电场等高 ｄ ｅ ｍ 文件 ， ｅ ｍ 文 件 进 行 离 散 处 理， 而在 Ａ 线如图 １ 所 示 ， ｒ ｉ ｓ离 散 处 理 后 地 形 如 图 ２ ｇ 所示 ． 通过图形的对比分析 ， 认为 Ａ ｒ ｉ ｓ 软件离散后 ｇ 的地形图基本达到了原等高线图的精度要求 ．
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究
复杂地形风电场风资源评估精度提升研究【摘要】本文针对复杂地形风电场风资源评估精度不足的问题展开研究。
在分析复杂地形风电场的特点基础上，对现有风资源评估方法进行了分析，发现其存在一定的局限性。
本文提出了改进的风资源评估方法，并进行了模拟实验设计和结果分析。
通过研究，找到了提升风资源评估精度的策略，并进行了探讨。
结合研究成果总结了本文的研究意义，展望了未来研究方向，并提出了相关的结论和建议。
本文的研究可为实际风电场建设提供有益的参考和指导，对提高风资源评估精度具有一定的理论和实践意义。
【关键词】复杂地形风电场、风资源评估、精度提升、特点分析、现有方法、改进方法、模拟实验、结果分析、策略研究、研究成果、展望、结论、建议。
1. 引言1.1 研究背景现如今，随着全球可再生能源的发展趋势，风能作为重要的清洁能源之一受到了越来越多的关注。
而复杂地形环境下的风电场，由于地形起伏、地形阻挡等因素的影响，风资源分布具有较大的不确定性和非均匀性。
如何准确评估复杂地形环境下的风资源，成为提高风电场发电效率、降低发电成本的关键问题。
目前，针对复杂地形风电场的风资源评估研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。
一方面，现有的风资源评估方法在复杂地形环境下的精度和可靠性有待提高，难以满足实际生产中对风资源评估精度的要求。
由于复杂地形环境的特殊性，传统的风资源评估方法往往难以有效适用，需要进一步改进和优化。
本研究旨在通过对复杂地形风电场风资源评估精度提升的研究，提出改进的评估方法和策略，以实现对复杂地形环境下风资源的准确评估，促进风能的更大规模利用和发展。
部分结束。
1.2 研究目的研究目的是为了提高复杂地形风电场风资源评估的精度，解决传统方法在这种特殊地形条件下存在的误差和不确定性问题。
通过分析复杂地形风电场的特点，结合现有风资源评估方法的优缺点，探讨并改进适用于复杂地形的风资源评估方法。
通过模拟实验设计和结果分析，验证改进方法的有效性和可行性，以提高风资源评估的准确度和可靠性。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。