| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 术语表 | 第12-20页 |
| 第1章 绪论 | 第20-36页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第20-22页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第22-31页 |
| 1.2.1 风电场微尺度数值模拟研究 | 第23-26页 |
| 1.2.2 风电场中尺度数值模拟研究 | 第26-29页 |
| 1.2.3 风电场多尺度耦合数值模拟研究 | 第29-31页 |
| 1.3 目前研究存在的问题 | 第31-32页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第32-36页 |
| 第2章 多尺度风场数值模拟方法及模型 | 第36-48页 |
| 2.1 前言 | 第36页 |
| 2.2 微尺度CFD数值模拟框架 | 第36-42页 |
| 2.2.1 大涡模拟控制方程 | 第36-38页 |
| 2.2.2 致动线模型 | 第38-39页 |
| 2.2.3 风力机转矩控制方法 | 第39-41页 |
| 2.2.4 风力机变桨距控制方法 | 第41-42页 |
| 2.3 中尺度数值模拟框架 | 第42-46页 |
| 2.3.1 WRF模式概述 | 第42-43页 |
| 2.3.2 控制方程 | 第43-44页 |
| 2.3.3 风场参数化方法 | 第44-46页 |
| 2.4 本章小结 | 第46-48页 |
| 第3章 动态入流条件下风力机运行控制的微尺度模拟研究 | 第48-76页 |
| 3.1 前言 | 第48-49页 |
| 3.2 动态入流边界条件的生成方法 | 第49-51页 |
| 3.2.1 入口平均速度的生成方法 | 第49-50页 |
| 3.2.2 入口脉动速度的生成方法 | 第50-51页 |
| 3.3 动态入流条件下风力机运行响应特性的数值模拟 | 第51-59页 |
| 3.3.1 计算工况介绍 | 第51-53页 |
| 3.3.2 网格无关性检验 | 第53-54页 |
| 3.3.3 动态入流速度波动周期对模拟结果的影响分析 | 第54-56页 |
| 3.3.4 转速的响应分析 | 第56-57页 |
| 3.3.5 转矩的响应分析 | 第57-58页 |
| 3.3.6 功率的响应分析 | 第58-59页 |
| 3.4 动态入流条件下尾流干涉对风力机运行特性的影响研究 | 第59-73页 |
| 3.4.1 计算工况介绍 | 第60-61页 |
| 3.4.2 下游不同轴向位置的风力机运行特性受尾流干涉的影响分析 | 第61-67页 |
| 3.4.3 不同轴向间距下风力机运行特性受尾流干涉的影响分析 | 第67-73页 |
| 3.5 本章小结 | 第73-76页 |
| 第4章 平坦地形条件下风电场布局优化的CFD模拟研究 | 第76-92页 |
| 4.1 前言 | 第76页 |
| 4.2 计算工况 | 第76-79页 |
| 4.2.1 工况设计及计算域网格划分 | 第76-78页 |
| 4.2.2 计算设置详情 | 第78-79页 |
| 4.3 风电场尾迹特性分析 | 第79-81页 |
| 4.3.1 风电场尾迹分析 | 第79-80页 |
| 4.3.2 速度亏损定量分析 | 第80-81页 |
| 4.4 风电场湍流特性分析 | 第81-83页 |
| 4.4.1 风电场湍流强度对比 | 第81-82页 |
| 4.4.2 风电场涡结构对比 | 第82-83页 |
| 4.5 风力机转速亏损分析 | 第83-84页 |
| 4.6 风力机轴向推力分析 | 第84-87页 |
| 4.7 风场功率输出分析 | 第87-90页 |
| 4.7.1 风电场功率输出结果对比 | 第87-89页 |
| 4.7.2 风电场布局对功率输出影响的定量评估 | 第89-90页 |
| 4.8 本章小结 | 第90-92页 |
| 第5章 基于中尺度气象模式的风场数值模拟研究 | 第92-114页 |
| 5.1 前言 | 第92页 |
| 5.2 计算工况 | 第92-95页 |
| 5.2.1 模拟对象简介 | 第92-94页 |
| 5.2.2 WRF模型配置 | 第94-95页 |
| 5.3 数值结果的验证 | 第95-99页 |
| 5.3.1 风速模拟结果的验证 | 第96-98页 |
| 5.3.2 风向模拟结果的验证 | 第98-99页 |
| 5.4 风电场内风力机尾迹特性分析 | 第99-104页 |
| 5.4.1 水平分辨率对风电场内尾迹模拟结果的敏感性分析 | 第99-100页 |
| 5.4.2 不同风向下风电场内尾迹特性分析 | 第100-104页 |
| 5.5 风电场功率分析 | 第104-107页 |
| 5.5.1 风电场功率模拟结果验证 | 第104-105页 |
| 5.5.2 不同风向下风电场功率输出特性分析 | 第105-107页 |
| 5.6 风电场对大气边界层的影响 | 第107-111页 |
| 5.6.1 风电场对大气边界层风速的影响 | 第107-110页 |
| 5.6.2 风电场对大气边界层温度的影响 | 第110-111页 |
| 5.7 本章小结 | 第111-114页 |
| 第6章 基于多尺度耦合模式的复杂地形风电场数值模拟研究 | 第114-136页 |
| 6.1 前言 | 第114页 |
| 6.2 计算工况 | 第114-117页 |
| 6.2.1 计算域及网格划分 | 第115-116页 |
| 6.2.2 计算设置详情 | 第116-117页 |
| 6.3 数值计算结果的验证与对比 | 第117-119页 |
| 6.4 风电场尾流干涉特性分析 | 第119-123页 |
| 6.4.1 中尺度与多尺度耦合模式风电场尾流模拟结果的对比 | 第119-120页 |
| 6.4.2 风电场尾流干涉特性分析 | 第120-123页 |
| 6.5 地形对风电场流动及风力机运行的影响分析 | 第123-129页 |
| 6.5.1 风力机布置在山坡上风向 | 第123-125页 |
| 6.5.2 风力机布置在山坡顶上 | 第125-127页 |
| 6.5.3 风力机布置在山坡下风向 | 第127-129页 |
| 6.6 不同入流风速条件下风电场流场及风力机运行特性的模拟分析 | 第129-133页 |
| 6.6.1 入流条件的设置 | 第129-130页 |
| 6.6.2 不同入流风速条件下风电场流场特性分析 | 第130-131页 |
| 6.6.3 不同入流风速条件下风电场风力机运行特性分析 | 第131-133页 |
| 6.7 本章小结 | 第133-136页 |
| 第7章 全文总结与展望 | 第136-140页 |
| 7.1 全文总结 | 第136-138页 |
| 7.2 本文的创新点 | 第138-139页 |
| 7.3 工作展望 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-152页 |
| 作者简介 | 第152-153页 |
