| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第19-43页 |
| 1.1 研究背景 | 第19-24页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第24-42页 |
| 1.2.1 风电场尾流效应 | 第25-33页 |
| 1.2.1.1 风力机尾流介绍 | 第25-26页 |
| 1.2.1.2 风洞实验和风场实测方法 | 第26-27页 |
| 1.2.1.3 基于开源软件OpenFOAM的CFD方法 | 第27-33页 |
| 1.2.1.4 工程尾流模型方法 | 第33页 |
| 1.2.2 大气稳定性对尾流的影响 | 第33-36页 |
| 1.2.3 风电场选址 | 第36-42页 |
| 1.2.3.1 风电场的宏观选址具体方法步骤 | 第38-39页 |
| 1.2.3.2 风电场的微观选址具体方法步骤 | 第39-41页 |
| 1.2.3.3 微观选址国内外研究现状 | 第41-42页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第42-43页 |
| 第二章单台风力机尾流数值模拟研究 | 第43-66页 |
| 2.1 引言 | 第43-44页 |
| 2.2 致动盘理论 | 第44-49页 |
| 2.3 数值计算方法 | 第49-54页 |
| 2.3.1 流动控制方程 | 第50-51页 |
| 2.3.2 湍流模型 | 第51-54页 |
| 2.4 工程尾流模型 | 第54-55页 |
| 2.4.1 Park尾流模型 | 第54-55页 |
| 2.4.2 2D Jensen模型 | 第55页 |
| 2.5 两种新修正工程尾流模型的建立 | 第55-58页 |
| 2.5.1 Park-Polynomial模型的提出 | 第55-56页 |
| 2.5.2 Park-Gauss模型的提出 | 第56-58页 |
| 2.6 数值模拟结果与分析 | 第58-65页 |
| 2.6.1 计算网格与边界条件设置 | 第58-59页 |
| 2.6.2 算例结果与分析 | 第59-65页 |
| 2.6.2.1 算例 1：Sexbierum风场实测数据 | 第59-63页 |
| 2.6.2.2 算例 2：Garrad Hassan风洞试验 | 第63-65页 |
| 2.7 本章小结 | 第65-66页 |
| 第三章 多台风力机尾流数值模拟研究 | 第66-87页 |
| 3.1 引言 | 第66-67页 |
| 3.2 基于OpenFOAM对多台风力机尾流数值模拟 | 第67-72页 |
| 3.2.1 偏微分方程在OpenFOAM中的实现 | 第67-68页 |
| 3.2.2 OpenFOAM算例的文件结构 | 第68-69页 |
| 3.2.3 OpenFOAM的求解器结构 | 第69-70页 |
| 3.2.4 计算网格与边界条件设置 | 第70-71页 |
| 3.2.5 fan边界条件在OpenFOAM中的实现 | 第71-72页 |
| 3.3 建立多台风力机工程尾流模型 | 第72-77页 |
| 3.3.1 修正尾流膨胀系数模型 | 第72-73页 |
| 3.3.2 多台风力机组尾流叠加效应 | 第73-77页 |
| 3.4 多台风力机数值模拟结果与分析 | 第77-86页 |
| 3.4.1 研究对象 | 第77页 |
| 3.4.2 两台风力机数值模拟算例 | 第77-86页 |
| 3.4.2.1 算例一、全尾流效应数值模拟(两台风力机间距 3.3D，I_0=10%) | 第78-79页 |
| 3.4.2.2 算例二、全尾流效应数值模拟(两台风力机间距 3.3D，I_0=5%) | 第79-81页 |
| 3.4.2.3 算例三、全尾流效应数值模拟(两台风力机间距 6.6D，I_0=10%) | 第81-83页 |
| 3.4.2.4 算例四、偏尾流效应数值模拟(两台风力机间距 3.3D，I_0=10%) | 第83-84页 |
| 3.4.2.5 算例五、偏尾流效应数值模拟(两台风力机间距 6.6D，I_0=10%) | 第84-86页 |
| 3.5 本章小结 | 第86-87页 |
| 第四章 大气边界层稳定性对风力机尾流影响的数值模拟 | 第87-110页 |
| 4.1 引言 | 第87-88页 |
| 4.2 大气边界层理论知识 | 第88-92页 |
| 4.2.1 大气边界层定义 | 第88-90页 |
| 4.2.2 大气边界层的稳定性 | 第90-92页 |
| 4.3 大气边界层稳定性状态判定 | 第92-94页 |
| 4.4 建立大气层稳定性对尾流场影响的计算模型 | 第94-98页 |
| 4.4.1 建立单台风力机尾流的计算模型 | 第96-97页 |
| 4.4.2 建立多台风力机尾流的计算模型 | 第97-98页 |
| 4.4.2.1 建立全尾流计算模型 | 第97页 |
| 4.4.2.2 建立偏尾流计算模型 | 第97-98页 |
| 4.5 数值模拟与数值分析 | 第98-109页 |
| 4.5.1 大气稳定性对单台风力机尾流的影响数值模拟 | 第98-102页 |
| 4.5.1.1 算例一、Sexbierum风场实测数据 | 第98-100页 |
| 4.5.1.2 算例二、Garrad Hassan风洞试验数据 | 第100-102页 |
| 4.5.2 数值模拟大气稳定性对多台风力机组尾流的影响 | 第102-109页 |
| 4.5.2.1 算例一、大气稳定性全尾流效应影响(两台风力机间距 3.3D，I_0=10%) | 第102-104页 |
| 4.5.2.2 算例二、大气稳定性对全尾流效应影响(两台风力机间距 3.3D，I_0=5%) | 第104-105页 |
| 4.5.2.3 算例三、大气稳定性对全尾流效应影响(两台风力机间距 6.6D，I_0=10%) | 第105-106页 |
| 4.5.2.4 算例四、大气稳定性对偏尾流效应影响(两台风力机间距 3.3D，I_0=10%) | 第106-108页 |
| 4.5.2.5 算例五、大气稳定性对偏尾流效应影响(两台风力机间距 6.6D，I_0=10%) | 第108-109页 |
| 4.6 本章小结 | 第109-110页 |
| 第五章 大气稳定性对风电场微观选址布局优化的影响 | 第110-134页 |
| 5.1 引言 | 第110-111页 |
| 5.2 风电场风力机组布局优化 | 第111-118页 |
| 5.2.1 风电场的发电总量评估模型 | 第111-113页 |
| 5.2.2 风电场的投资成本预测模型 | 第113-116页 |
| 5.2.3 建立布局优化的决策变量和目标函数 | 第116-117页 |
| 5.2.4 确定风电场布局优化算法与策略 | 第117-118页 |
| 5.3 建立风力机组间的尾流效应计算模型 | 第118-120页 |
| 5.3.1 建立尾流计算模型 | 第118页 |
| 5.3.2 建立判断尾流影响区模型 | 第118-120页 |
| 5.4 风电场布局优化结果与分析 | 第120-132页 |
| 5.4.1 问题描述 | 第120-122页 |
| 5.4.2 常数风速固定风向算例 | 第122-129页 |
| 5.4.2.1 风电场分成 10×10 布局优化算例 | 第122-126页 |
| 5.4.2.2 风电场分成 15×15 布局优化算例 | 第126-129页 |
| 5.4.3 变风速变风向算例 | 第129-132页 |
| 5.5 本章小结 | 第132-134页 |
| 第六章 总结与展望 | 第134-138页 |
| 6.1 全文总结 | 第134-136页 |
| 6.2 本文创新点 | 第136页 |
| 6.3 展望 | 第136-138页 |
| 参考文献 | 第138-147页 |
| 致谢 | 第147-148页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第148页 |
