[发明专利]风力机尾流计算方法

权利要求书

1.风力机尾流计算方法，其特征在于：

步骤1，利用制动盘模拟风力机，建立包含制动盘动量源项S_u、机舱附加轴向动量源项S_d、湍流动能源项S_k、湍流动能耗散率源项S_ε的尾流求解模型：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂u_j}{\∂x_j}=0\\ \frac{\∂}{\∂x_j}\left({\mathrm{\ρu}}_i{u}_j\right)=-\frac{\∂p}{\∂x_i}+\frac{\∂}{\∂x_j}(2{\mathrm{\μS}}_{ij}-\mathrm{\ρ}\stackrel{\‾}{u_i^{\′}{u}_j^{\′}})+S_u+S_d\\ \frac{\∂}{\∂x_i}\left({\mathrm{\ρku}}_i\right)=\frac{\∂}{\∂x_j}\[(\mathrm{\μ}+\frac{{\mathrm{\μ}}_t}{{\mathrm{\σ}}_k})\frac{\∂k}{\∂x_j}\]+P_k-\mathrm{\ρ}\mathrm{\ϵ}+S_k\\ \frac{\∂}{\∂x_i}\left({\mathrm{\ρ\ϵu}}_i\right)=\frac{\∂}{\∂x_j}\[(\mathrm{\μ}+\frac{{\mathrm{\μ}}_t}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ϵ}}})\frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{\∂x_j}\]+C_{1\mathrm{\ϵ}}\frac{\mathrm{\ϵ}}{k}{P}_k-C_{2\mathrm{\ϵ}}\mathrm{\ρ}\frac{{\mathrm{\ϵ}}^2}{k}+S_{\mathrm{\ϵ}}\\ S_u=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρC}}_x{u}^2\\ S_{\mathrm{\ϵ}}=C_{4\mathrm{\ϵ}}\frac{P_k^2}{\mathrm{\ρ}k}\end{array}\right.,$

其中，ρ为流体密度，u_i、u_j为平均速度在各坐标轴的分量，p为压强，S_ij为平均应变张量，为速度在各坐标轴的波动分量，μ为流体粘性系数，μ_t为湍流粘度系数，k为湍流动能，P_k为湍流动量生成率，ε为湍流动能耗散率，C_1ε、C_2ε、C_μ、C_x、C_4ε、σ_k、σ_ε为常数；

步骤2，设置中性大气边界层条件：速度入口u、湍流动能k、湍流动能耗散率ε、地面粗糙长度K_S；

步骤3，设置CFD求解参数；

步骤4，按中性大气边界层确定常数C_1ε,C_2ε,C_μ,σ_k,σ_ε的取值，开始迭代求解过程确定尾流区风速、湍流度的分布值。