课题组最新研究在山区地形对风场特性的影响方面取得了新的进展,研究成果在Frontiers of Earth Science(SCI中科院三区),文章名为Large eddy simulation of flow over a three-dimensional hill with different slope angles(pdf)。研究采用了大涡模拟(LES)方法,通过对理想三维山地的模拟,详细分析了不同坡度对风场的影响。
理想三维山地数值模型
研究考虑了8种坡度,范围从10°到45°,间隔为5°,其涵盖了常见的山地坡度范围。并通过与实验数据进行比较,验证了模拟方法的准确性。研究结果表明,坡度的变化对山地周围的风场特性具有显著影响。特别是在25°的临界坡度下,观察到了风场模式的突变。陡峭的山地坡度(超过25°)会导致脉动风速下降,而较缓的山地坡度则呈相反的趋势。此外研究还揭示了坡度变化对湍流特性的影响,随着坡度的增加,湍流强度得到增强,同时影响湍流发展的流体结构也发生变化。
不同坡度山坡周围的流场形态:(a)10°;(b)15°;(c)20°;(d)25°;(e)30°;(f)35°;(f)40°;(h)45°
这些发现突显了坡度变化、风速流场形态和山地周围湍流特性之间的复杂相互作用,同时也可以准确指导光伏电站的位置选择,制定出更有效的抗风措施,提高光伏电站的可靠性,为山区光伏电站选址、抗风设计及优化提供了科学依据和技术支持。