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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种风力机尾流湍流强度的计算方法，包括以下步骤：基于入流风资源信息、风电机组特征参数等基础数据计算入流的流向湍流强度垂直方向分布型以及尾流区任一流向截面位置处的尾流半径和尾流效应产生的最大附加湍流强度；并计算尾流区位置的附加湍流强度和“抑制”湍流强度；基于上述步骤计算得到风力机尾流任一位置的流向湍流强度。本发明能够高精度地预测任一空间位置的流向湍流强度，尤其是近尾流湍流强度的“双峰”分布及近地面位置的“湍流减弱”效应，预测精度优于基于计算流体力学的数值模拟结果。为风工程项目中的风力机设计和风电场机组布局优化提供一种准确高效的湍流计算工具。

主权项：1.一种风力机尾流湍流强度的计算方法，其特征在于，计算坐标系x轴、y轴、z轴分别代表流向、横风向和垂直向，所述方法包括如下步骤：1获取入流风资源信息和风电机组特征参数，其中，入流风资源信息包括风力机拟安装位置的局地地貌等级、风力机轮毂高度位置的入流风速u0,hub和湍流强度I0,hub、来流湍流风的湍流强度的垂直分布；风电机组特征参数包括风力机风轮直径D和轮毂高度zhub、推力系数曲线Ctu0,hub；2计算入流初始的流向湍流强度分布廓线I0z，入流的流向湍流强度计算公式为： 式中，z为距离地面的高度，zhub为轮毂高度，I0,hub为风力机轮毂高度处湍流强度，α为风速轮廓的指数；I0,hub由风速测量设备测得；风切变指数α与局地地貌相关，根据地表粗糙等级，所述地表粗糙等级共分为四类等级，四类等级所对应的α的取值分别为0.1、0.15、0.20和0.27；3计算尾流区流向任一截面位置处的尾流半径rx，确定尾流影响范围，尾流半径rx的计算公式为： 式中，rd为风轮半径，Ct为风力机推力系数，x为风力机下游任一位置与风轮所在位置的流向距离；4计算风力机尾流区流向任一截面位置处尾流效应产生的最大附加湍流强度Iadd,maxx，最大附加湍流强度Iadd,maxx的计算公式为： 5基于双峰分布函数，计算尾流区x,y,z位置的附加湍流强度Iaddx,y,z，附加湍流强度Iaddx,y,z的计算公式为： 式中，rd为风轮半径，rx为尾流半径，r为空间任一位置x,y,z与其x截面的中心点x,yhub,zhub的距离，y、z分别为横风向和垂直向的坐标；6计算风力机尾流x,y,z位置的抑制湍流强度ΔIx,y,z，在垂直方向上对附加湍流强度的不对称性进行修正，抑制湍流强度ΔIx,y,z的计算公式为： 7基于入流的流向湍流强度I0z、附加湍流强度Iaddx,y,z及抑制湍流强度ΔIx,y,z，计算风力机尾流任一x,y,z位置的流向湍流强度Iwakex,y,z，流向湍流强度Iwakex,y,z的计算公式为：

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