[发明专利]一种顾及复杂地形的风能CFD模拟方法

摘要

本发明公开了一种顾及复杂地形的风能CFD模拟方法，通过建立三维模型模拟风能的分布情况，采用CFD数值模拟复杂山地地形中的风能分布，具有省时、经济、高效的特点，由于流场的模拟准确程度将直接影响到风电场建成后的效益问题，进一步降低了风电场的建设成本，而且使风电场的选址更加准确，提高后期经济效益。

主权项

一种顾及复杂地形的风能CFD模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、山地地形模型的边界基于地理信息系统的数据建立，在该场地的上下游截取了足够的区域以确保计算域中大气湍流的充分发展，采用了六面体结构化网格系统，对于没有突兀的凸起或者凹陷的边界条件，结构化网格生成速度快，网格倾斜率小，计算收敛迅速，结果精确；S2、通过流场的控制方程采用有限体积法离散，并加入低雷诺数流动粘性的解析公式，提高了近壁区域流场的精度，离散后的非线性方程组的求解采用不可压缩低速流动的全隐式分离求解器；S3、地面采用无滑移边界条件，引入非平衡壁面函数近似求解壁面湍流边界层，既节省了近壁面的网格量又保证了壁面边界层流动的精度；S4、建立不同的三维山地模型，数量不少于3个，分别在不同的三维山地模型上进行模拟，并采用与三维模型相同的分析方式，对目标山地前后外延尺寸，水平过渡高度和过渡形式，并为实际地形计算域的选取与边界处理提供依据；S5、选取实际山地地形，测量选取的山地风资源数据，根据模型，选择合适的计算域，对边界选取相应的过渡形式，进行CFD模拟，研究分析出数据与所测量的山地风资源数据进行对比，根据数据差异，修整所建模型，使根据模型得出的结果更加准确；S6、对目标地形进行参数设置，输入合适的计算域，并选取相应的过渡形式，通过CFD模拟，分析得出目标地形的风资源分布。