Analysis and Modifications of Turbulence Models for Wind Turbine Wake Simulations in Atmospheric Boundary Layers
Notice bibliographique
Résumé
Computational fluid dynamics (CFD) simulations of wind turbine wakes are strongly influenced by the choice of the turbulence model used to close the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. A wrong choice can lead to incorrect predictions of the velocity field characterizing the wind turbine wake and, consequently, to an incorrect power estimation for wind turbines operating downstream. This study aims to investigate the influence of different turbulence models, namely the k–ε, k–ω, SSTk–ω, and Reynolds stress models (RSM), on the results of CFD wind turbine simulations. Their influence was evaluated by comparing the CFD results with the publicly available experimental measurements of the velocity field and turbulence quantities from the Sexbierum and Nibe wind farms. Consistent turbulence model constants were proposed for atmospheric boundary layer (ABL) and wake flows according to previous literature and appropriate experimental observations, and modifications of the derived turbulence model constants were also investigated in order to improve agreement with experimental data. The results showed that the simulations using the k–ε and k–ω turbulence models consistently overestimated the velocity and turbulence quantities in the wind turbine wakes, whereas the simulations using the shear-stress transport (SST) k–ω and RSMs could accurately match the experimental data. Results also showed that the predictions from the k–ε and k–ω turbulence models could be improved by using the modified set of turbulence coefficients.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».