A critical insight into the most effective CFD settings to model atmospheric stability in wind energy applications
Notice bibliographique
Résumé
Abstract An accurate reconstruction of the Atmospheric Boundary Layer (ABL) is key for the estimation of energy production and loads in modern wind turbines since, at current rotor heights, the vertical structure of the ABL is heavily influenced by thermal stratification effects. The wind power community usually accounts for these effects by semi-empirical modifications to the neutral ABL profile obtained using linear solvers such as WAsP; this approach, however, may not be suitable for sites with complex terrain, time-dependent thermal effects, or dense canopies. In these applications, methods with higher fidelity, such as Computational Fluid Dynamics (CFD) approaches based on steady or unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are needed. While CFD is recognized as providing more accurate results for these realistic cases, its use is still not a common best practice. In the current study, the WindModeller CFD tool by Ansys was employed to assess the effect of various inlet boundary conditions on the predicted wind speed profiles in unstable and stable atmospheric conditions. The test case is a wind farm in North Dakota, USA, characterized by a simple terrain but strong atmospheric stability effects and temperature fluctuations. The comparison of CFD results with experimental measurements and WAsP-CFD simulations reveals a high level of agreement between CFD and experimental data in stable conditions. In the case of unstable conditions, despite the good representation of the wind field, a high sensitivity to inlet boundary conditions is highlighted.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 ».