Differences in cluster and internal wake effects from mesoscale and large-eddy simulations off the U.S. East Coast
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Mesoscale simulations are increasingly used to estimate wake effects within and between large wind farms, despite limited validation for large-scale wake effects. This study evaluates the capabilities and limitations of mesoscale simulations in capturing wake-induced impacts on wind turbine power production through a direct comparison with large-domain large-eddy simulations (LES) for three planned offshore wind farms under realistic atmospheric conditions and a range of atmospheric stabilities. We assess mesoscale performance in replicating wake characteristics behind single and multiple turbine clusters and quantify the resulting variability in mean turbine power. Results show that mesoscale Weather Research and Forecasting simulations with the Fitch wind farm parameterization capture key features of the velocity deficit downstream of both single and multiple wind farms, with mean root-mean-square errors near 5 % and good agreement with stability-driven wake behavior. However, in these simulations, the mesoscale Fitch parameterization underestimates power losses from internal wake effects, particularly when turbines align with the prevailing wind direction or under stable stratification. In these conditions, individual wakes persist and dominate downstream power deficits. The coarse resolution of the mesoscale simulations limits their ability to resolve individual wind turbine wakes that drive power fluctuations within wind farms. Nonetheless, mesoscale simulations can yield accurate estimates of combined wake losses from internal and cluster effects across some wind direction sectors, where errors in wake representation may cancel out. These findings underscore the strengths of mesoscale simulations for capturing broader wake patterns, while highlighting their limitations for modeling turbine-level power losses. Future work should explore hybrid modeling approaches to capture both long-range cluster wake propagation and localized internal wake dynamics.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».