山丘风场的数值计算与实验研究

【摘要】在当今世界能源结构中,化石燃料还是占有很大一部分比例,然而化石燃料的利用带来一系列的环境问题,对人类的生活造成了严重的影响。因此寻找开发利用新型清洁能源成了经济可持续发展战略之一。风力发电作为可再生能源的形式之一,不仅清洁无污染,而且是可再生能源发电技术中规模最大和技术最为成熟的方式之一,已受到世界各国的欢迎和高度重视。我国风力资源主要分布在东南沿海、内蒙古和甘肃北部等地区。这些地区风力资源丰富,如何更好的利用这些丰富的风力资源主要研究问题。其中一些地区地形复杂如山地丘陵地区,当风流经这些地区时,近地流动的风特性(如风速、风压和湍流结构)将会发生显著变化像风速风压分布不规律,与平坦地区风速风压的分布相比出现了明显差异。因此丘陵、山区等复杂地区确定风力机安装位置的方法不能完全套用平坦地形的原则,必须要与实际地形相结合,综合考虑地质、交通和安装等要求。因此研究复杂地形风场的风特性对布置安装风力机具有最重要意义。基于此,本文选取轮廓线方程为正弦模型的典型山丘为计算模型,研究在山丘来流上方存在障碍物时对山丘风场的影响；在实际地形中除了孤立山丘之外,比较多的就是有多个山丘组成的起伏地形,所以选取两个高度不同的山脊组成简单的起伏地形为实验模型,研究山脊间风场的相互影响。本文主要做了以下几个方面的内容：1、本文采用CFD数值模拟方法,对上游存在障碍物时轮廓线方程为正弦模型的典型山丘风流场进行系统的计算。分别研究障碍物与山丘间距离和障碍物高度对不同高宽比的山丘坡顶风速剖面和山丘周围风速等的影响规律。通过总结障碍物对山丘区域风流场的影响特点基础上,提出了对风力机布置的一些建议。2、实验过程中选用法国KIMOMP-120S手持式精密型压差风速仪、台湾PROVA(宝华)生产的AVM-07风速仪和型号为T35-11-8的轴流式风机,通过实验得到了三种实验模型的实验数据,对比分析这些实验数据得出起伏地形之间的相互影响规律,然后对风力机的布置给出一些参考性建议。
【作者】王婷婷；
【导师】杨瑞；李德顺；
【作者基本信息】兰州理工大学，流体机械及工程，2014，硕士
【关键词】山丘；障碍物；风场；数值研究；实验研究；

【参考文献】
[1]高欢.传统民居的气候适应性研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[2]喻冰洁.中小学教师评价的伦理问题研究[D].东北师范大学,教育经济与管理,2014,博士.
[3]闫海兰.基于改进元胞传输模型的城市区域路网建模与仿真分析[D].长安大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[4]王云海,韩景龙,张兵,员海玮.空气动力二阶核函数辨识方法研究[J].航空学报.
[5]程颂.弱值和弱测量的推广及应用研究[D].山东大学,原子与分子物理,2013,硕士.
[6]王敏.中国共产党对武汉邮政系统的接管（1949.5-1951.2）[D].华中师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[7]陈玲.血清生长停滞特异性基因产物6与2型糖尿病的相关性研究[D].苏州大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[8]王潇蓥.试析新浪微公益平台中微博公益的传播机制[D].内蒙古大学,新闻与传播,2014,硕士.
[9]张建.动态硫化IIR/PA TPV的制备与研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[10]张华艳.P16-D淀粉样多肽促进逆转录病毒感染以及在流感免疫中的应用[D].吉林大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[11]李新.社会保障视角下退休回沪知青社会融合指标研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2014,硕士.
[12]马艳玲.基于应变石墨烯的纳米器件设计[D].大连理工大学,2011.
[13]彭颖.从勒菲弗尔的“改写理论”看《诗经·国风》英译[D].复旦大学,英语语言文学,2012,硕士.
[14]王红县.若干非线性Schr(?)dinger类方程的孤子解及其性态分析[D].河南科技大学,应用数学,2014,硕士.
[15]胡少康.酒店业思想政治教育工作研究[D].西北工业大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[16]徐杰峰.基于.NET的XProc处理系统的设计与实现[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[17]赵春黎.不同目标定向儿童情绪调节策略研究[D].首都师范大学,发展与教育心理学,2004,硕士.
[18]黄文岚.中国古典艺术素材在数学教学中的应用[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[19]廖晓东.火针点刺结合Bobath疗法治疗中风痉挛性偏瘫临床疗效观察[D].广州中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[20]喻超.含夹层盐岩储气库稳定性数值模拟研究[D].武汉工业学院,岩土工程,2012,硕士.
[21]付光槐.重庆市特色小学建设问题研究[D].西南大学,教育学原理,2013,硕士.
[22]梁翠.高发射率远红外热感棉的开发及其性能研究[D].苏州大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[23]宁茜.马克思人与自然和解思想研究[D].河南科技大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[24]邰强强.一种降低迭代运算误差的FMA结构研究[D].国防科学技术大学,电子科学与技术,2012,硕士.
[25]耿旭蓉.供应链视角下我国农超对接优化研究[D].山西财经大学,企业管理,2013,硕士.
[26]李晓敏.《儿童权利公约》视野下儿童精神纯正权的保护[D].新疆大学,国际法学,2013,硕士.
[27]李雨泽.游戏活动在《红楼梦》中的文学功能研究[D].中国艺术研究院,艺术学理论,2014,硕士.
[28]谭金凤.知觉负荷调节作用与工作记忆引导效应的交互[D].西南大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[29]武俊峰,王强,陈善本.一类结构不确定采样系统的鲁棒控制[J].控制与决策,2002,05:567-570.
[30]刘霞,刘杰.浅谈数据仓库[J].福建电脑,2003,06:24-25.
[31]沈银飞.神经根型颈椎病推拿治疗时间差异性的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[32]贾杰,陈剑,常桂然,闻英友,赵林亮.基于节点协同覆盖的传感器网络寿命最大化模型[J].控制与决策,2009,08:1181-1186.
[33]王可洪.三江平原湿地垦殖过程中农药对土壤线虫多样性的影响[D].中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）,环境科学,2014,硕士.
[34]沐右.当石墨烯入侵计算机……[J].现代青年(细节版),2011,04:78-79.
[35]陈晓丹.民主党政府与20世纪60年代美国黑人民权立法[D].安徽大学,世界史,2013,硕士.
[36]项军,雷英杰.数据仓库技术与应用[J].计算机与现代化,2004,11:86-88+91.
[37]付云云.CSF疫苗免疫猪对PRRS特异性免疫应答以及细胞表型分析[D].吉林大学,临床兽医学,2013,硕士.
[38]方淦.王佐良散文英汉翻译风格研究[D].南京农业大学,英语语言文学,2012,硕士.
[39]马超飞.基于转移熵的神经电信号分析研究[D].华东理工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[40]张志勇,罗然然.银行零售信贷业务的信息系统建设[J].商业时代,2005,09:51.
[41]高媛.我国服务贸易战略性产业国际竞争力研究[D].广西大学,国际贸易,2004,硕士.
[42]邓方源.校园银校通系统设计与实现[D].西南交通大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[43]李冬.科学发展观的生态伦理意蕴研究[D].渤海大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2013,硕士.
[44]郭恒.地铁车站地震响应离心机模型试验研究[D].浙江大学,岩土工程,2012,硕士.
[45]米丽娟.多网融合背景下广电新形态探究[J].新闻界,2014,07:21-24.
[46]刘金华.功能化碳纳米颗粒的制备、性质及其分析应用研究[D].湖南大学,2012.
[47]王铮.胶东地区金矿成矿地质特征及构造控矿研究[D].石家庄经济学院,构造地质学,2013,硕士.
[48]张锋,常会友.Web使用挖掘系统研制中的主要问题和应对策略[J].计算机科学,2003,06:129-132+167.
[49]翟北平.组蛋白去乙酰化酶在MPP~+诱导PC12细胞凋亡中的作用研究[D].苏州大学,神经病学,2013,硕士.
[50]刘卫津.NiCu合金枝晶生长相场法模拟及关键技术研究[D].中北大学,材料加工工程,2014,硕士.