山地湍流模擬分析(二)——迎風坡坡度的影響

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北極星風力發電網訊:在上一篇關於雙山樑尾流分析中發現,前排山樑對後排山樑的湍流有很大影響。平時我們經歷的一些山地項目並沒有感受到如此之大的影響,在一些山地坡度平緩的地方,所有點位的湍流基本屬於同一等級。該項目的雙山樑地形,第一排山樑測得的湍流等級略超B類,屬於山地項目中湍流等級較大的情況。

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在現場考察時,發現除了地形略複雜外,山坡坡度也較陡,山坡坡度在30~45°之間,靠近山頂處有小段山坡坡度增加。迎風坡的坡度是否也是影響湍流的原因之一?。

為了驗證迎風坡的坡度對後面尾流和湍流的影響,建立了4種不同高度、相同寬度的山丘地形,對應坡度30°、45°、50°、60°。

首先看湍流的變化情況:

山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响
山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响
山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响

從圖中可以看出,隨著山坡坡度的增加,後面尾流的影響高度和長度也隨之增加。當坡度為30°時,尾流基本緊貼地面,對後面機位的影響較小。當坡度超過50°時,尾流的覆蓋範圍超出山頭,即對更高的地方產生影響,這種情況下很可能直接影響到後排風機葉輪位置。

下面為流場風速分佈情況。

山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响
山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响山地湍流模拟分析(二)——迎风坡坡度的影响

從圖中可以看出山頭上方的風速一直較大,當迎風坡角度超過45°時,後方出現風速加速區;當坡度超過50°時,加速區明顯增大,且影響範圍較遠,但在加速區下方也出現風速減弱區,即湍流模擬圖中出現的渦。

根據以上分析得出幾個結論:

01較小範圍內,山坡坡度增大對後排有正面影響,當坡度超過50°,會出現負面影響。

02在後排山脊有佈置風機時,要充分考慮前排山樑迎風坡的問題,必要時增加測風塔,加密測風。

03迎風坡靠近山樑頂部區域容易出現陡坡、斷崖等情況,遇到該情況要保守考慮湍流對風機的影響。

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