A shear stress parametrization for arbitrary wind farms in conventionally neutral boundary layers
Notice bibliographique
Résumé
In the context of large off-shore wind farms, power production is influenced greatly by the turbine array's interaction with the atmospheric boundary layer. One of the most influencing manifestations of such complex interaction is the increased level of shear stress observed within the farm. This leads to higher momentum fluxes that affect the wind speed at the turbine locations and in the cluster wake. At the wind farm entrance, an internal boundary layer (IBL) grows due to the change in effective roughness imposed by the wind turbines, and for large enough clusters, this can reach the unperturbed boundary layer height in what is referred to as the fully developed regime. Downwind, a second IBL starts growing, while the shear stress profile decays exponentially to its unperturbed state. In the present study, we propose a simple analytical model for the vertical profile of the horizontal shear stress components in the three regions identified above. The model builds upon the top-down model of Meneveau ( J. Turbul. , vol. 13, 2012, N7), and assumes that the flow develops in a conventionally neutral boundary layer. The proposed parametrization is verified successfully against large-eddy simulations, demonstrating its ability to capture the vertical profile of horizontal shear stress, and its evolution both inside and downwind of the wind farm. Our findings suggest that the developed model can prove extremely useful to enhance the physical grounds on which new classes of coupled wind farm engineering models are based, leading to a better estimation of meso-scale phenomena affecting the power production of large turbine arrays.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».