广东风力发电彭明：CFD模拟更好预测风能资源

能见APP讯：10月20日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。广东风力发电有限公司彭明在论坛上发言，他分享了复杂地形条件下风能资源CFD模拟中的非结构化网格划分技术。

以下为发言全文：

今天想探讨一下我们的想法，如图，索引的山地的模型，把风机放到山梁上，因为地形的效应造成风的加速，模拟的时候注意到，从入流方向开始，风电场内是属于亚预速的范围，绕动是会先传的，如何尽可能的准确的捕捉适合于尺度的结构，在这种流动结构中允许一些误差，但是误差不能被无限的放大。

CFD是求解系和网格，不管是单方层、双方层，求解系和网格是一定要匹配的，网格的数量和网格的精度决定了计算的精度，不可能无限的去把网格缩小，这样对计算资源也是不可承受的，为了提高准确性和使得结果更可靠。

有一个案例，之所以会提出这个想法，很多时候也是因为一个案例，案例是一个广东的风电场，因为风电场东西长15公里、南北3公里，那个风电场也是高海拔落差非常大的风电场，山顶1200到1000米，两边都是高山中间一道峡谷，最左边的测风塔东北风和西南风，随着越往东走，大家可以看到是个峡谷，东南风的成份越来越多。这个地方规划是十万风电场，已经装了一个五万的，很遗憾的是五万运行效果比较一般，全场没有一个风向在所有的风机都运行的时候偏离角度是一样的，这个地方风向的湍流的效应是非常明显的。

如何更加精确的模拟它，普通的建模，1：10000，网上下载和手绘修改的地图。要想像人脸一样，人脸识别如果是采用结构化的网格的话，可能要更多更精细的网格数量，才能够捕捉曲线的曲率，我们是采用非结构化的，但也不是纯粹的四面型网格，因为高度方面来源是均匀的，不像波音787，我们采取的是轮柱型的网格，我们可以尽量避免损失，根据地形耦相度的比例，一旦有山地的存在，就会有一个对流态的不同，而且是会逐步累计的、逐步往下走的，当作为的流动状态不可能都解析到，我们想在一旦出现热区的地方我们把网格进行加密。

第二个好处是我可以尽可能的捕捉带来误差流动的细节，通过不同的坡度设置，去找到需要捕捉的那些范围，在这些范围内再去加密我的网格，2900万到3000万，还有低于斜率再提压力的网格。

因为有三个塔，两个塔做了个比较，数据也表明，因为其中有一个塔的东南方向有个高山，所以这里风向计算模型得到的风向还原到跟时的风向会有两个偏格，这个时候利用了第一个塔，表明这个地方确实有个流动的分离还有绕流的现象，这个稳定性会向下发展，又会造成整个计算的不均匀，这个案例中采取21速的标准会做出精确的结果。

我想说明通过这种方法可以得到900万的网格，这种情况下可以得到2000万的网格，同样的效果！在这种出路下，我们可以采取较少的网格数量，使得计算结果有明显的改善，但是要不断的探究坡度的尺度，背后我想说的是，任何的CFD计算都不是一次性就可以完成的，需要去不断的解释，作为一个工程师而言，我们对我们的计算需要回过头来看，不断的去和实际比对，谢谢大家！