基于自主软件LSWS的典型地形大气CFD模式研究与应用

基于我国典型地形风资源评估、风电场微观选址及风电预测等的发展要求,根据风场实测数据,提出了两种风廓线模型:一种是利用实测数据修正的Gryning风廓线模型,另一种是结合分段函数及理论公式拟合的风廓线模型。考虑大气热效应、地转效应等大气效应,结合改进的雷诺时均k-ε两方程湍流模型,建立了能够模拟不同大气稳定度的典型地形大气CFD模式,开发了自主可控的风场CFD模拟软件LSWS(large scale wind simulation)。以锡林浩特平坦草原地形和山西丘陵地形的风场为例,比较了自主软件LSWS和商业软件Fluent的模拟精度。模拟结果显示:对于锡林浩特平坦草原地形风场,两个软件模拟结果与实测数据总体吻合良好;在稳定大气状态下,LSWS的计算精度较Fluent最大提升6.33%;在模拟山西丘陵地形时,LSWS的计算精度明显高于Fluent,特别是绕山脊的山后流场模拟更加合理,LSWS计算精度较Fluent最多提升40%以上。