СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 4
Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ АТМОСФЕРНОГО
ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ В ОКРЕСТНОСТИ ВЕТРОПАРКОВ.
ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ...................................... 12
1.1. Тенденции и перспективы развития ветроэнергетики. Ветропарки .......... 12
1.2. Атмосферный пограничный слой в зоне ветропарка.
Обзор результатов экспериментальных и теоретических исследований ......... 15
1.1.1. Аэродинамические следы ветротурбин. Обзор аналитических
моделей ближнего и дальнего следов ............................................................... 27
1.1.2. Параметризация влияния ветротурбин на атмосферный
пограничный слой. Актуаторный подход ........................................................ 37
1.3. Методы математического моделирования атмосферного
пограничного слоя в окрестности ветротурбин .................................................. 43
1.3.1. Полуэмпирические модели турбулентного переноса
и их модификации при исследовании атмосферного пограничного
слоя области ветропарков .................................................................................. 47
1.4. Численные методы расчета, применяемые для компьютерного
моделирования атмосферного пограничного слоя области ветропарков ........ 54
Основные результаты и выводы по главе 1 ......................................................... 56
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО
ПЕРЕНОСА В АТМОСФЕРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
ОБЛАСТИ ВЕТРОПАРКА ....................................................................................... 59
2.1. Математическое моделирование процессов в атмосферном
пограничном слое в области ветротурбин ........................................................... 59
2.2. Выбор модели турбулентности для решения задачи турбулентного
переноса в атмосферном пограничном слое ....................................................... 63
2.3. Модификация «k–ε»-модели турбулентности ............................................. 70
Основные результаты и выводы по главе 2 ......................................................... 88
Глава 3. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО
ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ОБЛАСТИ ВЕТРОПАРКА ......................................... 89
3.1. Методика численного решения системы дифференциальных
уравнений для моделирования турбулентных течений атмосферного
пограничного слоя области ветропарка ............................................................... 89
3.1.1. Численная реализация метода пристеночных функций ....................... 95
3
3.1.2. Построение вычислительной сетки ......................................................... 96
3.1.3. Задание условий ветропарка при актуаторном представлении
ветротурбин ....................................................................................................... 100
Основные результаты и выводы по главе 3 ....................................................... 103
Глава 4. КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
АТМОСФЕРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ .................................................... 105
4.1. Комплекс программ и алгоритмы программной реализации
для исследования атмосферного пограничного слоя ....................................... 105
4.2. Тестовые расчеты, сопоставление данных и оценка адекватности
моделирования процессов и расчетной методики ............................................ 114
4.2.1. Моделирование атмосферного пограничного слоя ............................. 114
4.2.2. Моделирование одиночной ветротурбины в атмосферном
пограничном слое .............................................................................................. 118
4.2.3. Моделирование комплекса ветротурбин в атмосферном
пограничном слое .............................................................................................. 134
Основные результаты и выводы по главе 4 ....................................................... 158
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................. 160
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .......................... 162
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................... 165
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Свидетельства о государственной регистрации ................. 188
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Дипломы и сертификаты ....................................................... 192
ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное). Акты внедрения результатов работы ........... 195
