风力机运行对大气边界层影响的数值模拟研究

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3、扛（华北电力大学硕±学位论文使用授权书．《风力机运行对大气边界层影响的数值模拟研究》系本人在华北电力大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得臥其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，义许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可臥采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可１＾＾公布论丈的全部＂或部分内容。‘‘本学位论文属于（请在１＾＾上相应方框内打Ｊ）：保密□，在年解密

4、后适用本授权书／不保密囚；＊作者签名：备作Ｌ令日期：＞月公円车／导师签名曰期：＞１＾年３月Ｒ如国内图书分类号：TU352.2学校代码：10079国际图书分类号：624密级：公开硕士学位论文风力机运行对大气边界层影响的数值模拟研究硕士研究生：刘维维导师：王松岭教授吴正人讲师申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理专业：热能工程所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TU352.2U.D.C:624ThesisfortheMasterDegreeNumericalSim

5、ulationoftheInfluenceoftheWindTurbineontheAtmosphereBoundaryLayerCandidate：LIUWeiweiProf.WangSonglingSupervisor：Lecturer.WuZhengrenSchool：SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity摘要摘要大气边界层位于大气的最底

6、部，是靠近地面、受到摩擦阻力影响最大的大气区域，其重要特点是风速的分布特性及湍流特性。而风力发电正是利用了大气边界层的风来进行发电，所以风力发电必定会对大气边界层内的风速及湍流有一定的影响。但是目前风能的开发在缺乏对环境整体性评价下仍在飞速发展，如果开发计划缺乏有力的科学论证，那么可能会带来一些不良后果，所以深入研究风力机对大气边界层的影响至关重要，并能够为进一步研究今后的能源发展战略提供指导和依据。本文应用Fluent软件对风力机运行对大气边界层的影响进行数值模拟研究。由于涉及到大气边界层，所以本文在研究风力机尾流特性的基础上，也针对竖直方向上风力机运行对大气

7、边界层的影响进行分析总结。通过建立风力机及风场模型，并加载大气边界层函数、设置地表粗糙度来近似形成现实中的大气边界层速度分布情况，使模拟结果更加贴近实际。首先分析单台风力机运行对大气边界层所造成的影响，得出风力机下游的大气边界层内速度及湍动能的分布情况。虽然速度在轮毂后一直缓慢回升，但回升速率逐渐降低，而且直至流场出口，仍然未恢复到入口的速度大小；湍动能则沿高度的变化是先由风轮处逐渐减小，后由于风轮的搅动继续增大。随后建立多台风力机模型，对多台风力机运行对大气边界层的影响展开研究。根据风电场中风力机的排列方式，选择顺列和错列两种风力机布置形式进行模拟分析。结果表

8、明，无论是顺列还是错列的