张少济,彭燕祥,张华

• 1:国家电力投资集团公司湖南五凌电力有限公司博士后科研工作站
• 2:华北电力大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站
• 3:国家电力投资集团公司
• 4:华北电力大学可再生能源学院

摘要(Abstract)：

目前,风场的多尺度耦合数值模拟成为研究热点。为构建WRF-LES模型,采用6层嵌套对湖南省湘西自治州某风电场区域进行多尺度耦合数值模拟实验,结合风电场区域的5001#、5002#测风塔实测数据,对比分析了中尺度模拟与LES小尺度模拟的小时平均风速、温度和压强。结果表明:WRF中尺度与LES小尺度都能对目标区域的小时平均风速、温度和压强进行有效的模拟。在风场模拟方面,LES的模拟风速普遍比中尺度模拟的风速大,在风速为≥8 m/s时,LES模拟的风速较中尺度模拟更加接近实际风速。而且,LES模拟较中尺度模拟结果相比,具有更高的水平分辨率(111m),精细化程度更高,更加能够反映出地形对风场的影响情况。

关键词(KeyWords)： 多尺度耦合;WRF-LES模式;小尺度;风场;复杂地形

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51579100);; 国家重点研发计划(2016YFC0401704)

作者(Author): 张少济,彭燕祥,张华

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2017.12.032

参考文献(References)：

• [1]王澄海,胡菊,靳双龙,等.中尺度WRF模式在西北西部地区低层风场模拟中的应用和检验[J].干旱气象,2011,29(2):161-167.
• [2]张华,孙科,田玲,等.应用WRF模型模拟分析风力发电场风速[J].天津大学学报,2012(12):1116-1120.
• [3]刘振鑫,刘树华,胡非,等.MM5和WRF对北京地区低层大气局地环流模拟能力的对比研究[J].中国科学:地球科学,2012,42(2):301-312.
• [4]程雪玲,胡非,曾庆存.复杂地形风场的精细数值模拟[J].气候与环境研究,2015,20(1):1-10.
• [5]方艳莹.基于WRF与CFD模式结合的风能资源数值模拟研究[D].南京:南京信息工程大学,2012.
• [6]LIU Y B,WARNERA T,LIU Y W,et al.Simultaneous nested modeling from the synoptic scale to the les scale for wind energy applications.Journal of wind engineering and industrial aerodynamics,2011,99(4):308-319.
• [7]CUXART J,YAGE C,MORALES G,et al.Stable Atmospheric boundary-Layer experiment in spain[J].Boundary-Layer meteorology,2000,96(3):337-370.
• [8]吴增茂,盛立芳,张新玲.边界层大气大湍涡模拟(LES)方法的研究进展[J].气象科技,1998(3):7-12.
• [9]吴兵恒,宋梦譞.风电场的大涡数值模拟[J].工程热物理学报,2012,33(4):677-680.
• [10]周焕,田禾,屈建军,等.气象要素对敦煌鸣沙山月牙泉风景区风沙输移的影响[J].干旱区研究,2015,32(5):1007-1016.
• [11]章国材.美国WRF模式的进展和应用前景[J].气象,2004,30(12):27-31.
• [12]SMAGORINSKY J S.General circulation experiments with the primitive equations,the basic experiment[J].Monthly weather review,1963,91:99.
• [13]张少济,曾杰,张华,等.时间序列模型在风场风速预测中的应用[J].水利水电技术,2016,47(12):132-135.
• [14]HONG S Y,NOH Y,DUDHIA J.A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes[J].Monthly weather review,2006,134(9):2318-2341.
• [15]屠妮妮,何光碧,张利红.不同边界层和陆面过程参数化方案对比分析[J].高原山地气象研究,2012,32(3):1-8.
• [16]MLAWER E J,TAUBMAN S J,BROWN P D,et al.Radiative transfer for inhomogeneous atmosphere:RRTM,a validated correlated-k model for long wave[J].Journal of geophysical research,1997,102(14):16663-16682.
• [17]DUDHIA J.Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale two-dimensional model[J].Journal of the atmospheric sciences,1989,46(20):3077-3107.
• [18]王舒畅.WRF模式积云参数化方案和微物理方案的敏感性试验[C]//中国气象学会.中国气象学会2005年年会论文集.北京:中国气象学会,2005.
• [19]KAIN J S.The Kain-Fritsch convective parameterization:An update[J].Journal of applied meteorological science,2004,43(1):170-181.