[发明专利]风力机尾流计算方法

摘要

本发明公开了风力机尾流计算方法，属于风力发电的技术领域。计算方法，利用制动盘模拟风力机，建立包含制动盘动量源项、机舱附加轴向动量源项、湍流动能源项、湍流动能耗散率源项的尾流求解模型，设置中性大气边界层条件和CFD求解参数；按中性大气边界层确定常数的取值，迭代求解过程确定尾流区风速、湍流度的分布值。本发明考虑到制动盘动量源项、机舱附加轴向动量源项、湍流动能源项、湍流动能耗散率源项对风力机尾流计算的影响，修正时均雷诺N‑S方程以及方程后组成风力机尾流求解模型，在远尾流区域内自适应源项模型、固定源项模型的径向分布相同，改进型模型则进一步改进了近尾流区域的径向分布，提高了模型的计算精度。

主权项

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Su、机舱附加轴向动量源项Sd、湍流动能源项Sk、湍流动能耗散率源项Sε的尾流求解模型：∂uj∂xj=0∂∂xj(ρuiuj)=-∂p∂xi+∂∂xj(2μSij-ρui′uj′‾)+Su+Sd∂∂xi(ρkui)=∂∂xj[(μ+μtσk)∂k∂xj]+Pk-ρϵ+Sk∂∂xi(ρϵui)=∂∂xj[(μ+μtσϵ)∂ϵ∂xj]+C1ϵϵkPk-C2ϵρϵ2k+SϵSu=12ρCxu2Sϵ=C4ϵPk2ρk,]]>其中，ρ为流体密度，ui、uj为平均速度在各坐标轴的分量，p为压强，Sij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，μt为湍流粘度系数，k为湍流动能，Pk为湍流动量生成率，ε为湍流动能耗散率，C1ε、C2ε、Cμ、Cx、C4ε、σk、σε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KS；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C1ε,C2ε,Cμ,σk,σε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。