MM5模式在风能资源普查中的应用试验

应用MM5模式以2001年4月辽宁省沿海及近海海域为例试验了中尺度气象模式在风能资源普查中的作用。结果表明，模式基本能够反映海陆分布、地势起伏等复杂地形下的风场特征，也基本能够反映风能资源参数的分布以及风速的变化情况。可以模拟出风能资源量的相对大小分布，并识别出辽宁省近海、海岛、沿海以及内陆一些地势较高的山口地带风能资源比较丰富，但模拟的风能资源量偏小，特别是对大于10m/s的较大风速模拟得明显偏低。试验表明，MM5模式对大范围区域风能资源的宏观评估以及风电场宏观选址具有很好的参考和应用价值，但目前还不足以定点模拟和确定风电场场址位置，但数值模拟作为风能资源普查的一种新型手段有发展和研究价值，是未来风能资源普查评价技术的发展方向。     

MM5与CFD软件相结合对复杂地形风资源模拟初探

本文将中尺度气象模式MM5和以流体力学计算为核心的风资源评估软件WindSim相结合,对鄱阳湖地区复杂地形条件下的风能资源状况进行了高分辨率的数值模拟评估,通过模拟结果与同时段铁塔观测数据的对比分析发现:MM5的3km分辨率模拟可以较准确的得到湖区风速的量值,能大致模拟出湖区风速分布趋势以及年主导风向,但是对更精细的局地风况分布的模拟相对过粗,而"中尺度模式+流体力学软件"的方法可以较好的刻画出复杂地形条件下的局地风况,使局地风速的模拟量值与观测结果更为接近,尤其对10m高度的风速模拟结果改善最明显,故认为该方法可作为复杂地形条件下的风电场开发的前期风资源预评估手段之一.     

天津近海风能资源的高分辨率数值模拟与评估

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源,具有广阔的应用前景。近海地区由于风速较大,以及可利用面积大等优点,近海风电是未来风电发展中一种新的趋势,但海上气象要素直接观测困难,需要通过高分辨率数值模拟对其可利用性及开发潜力进行评估。本文利用MM5/Calmet模式模拟了天津沿海地区的较高分辨率（水平分辨率1km×1km、垂直分辨率10m）的风能资源分布状况,并结合实测数据对其模拟效果进行了评估。结果表明：该模式对天津沿海地区的年平均风速及风速的逐日变化趋势均具有良好的模拟能力,3个测风塔年平均风速的相对误差分别为7.11%、12.99%、6.14%,可为天津海上风能资源评估提供科学依据;利用风速大小年景分析得到天津沿m2,海且地有区效多小年时平数均长风,风能资资源源状分况布较状好况。,发现天津近海海域年平均风速在（6.6~7.0）m/s,平均风功率密度超过340w/m~2,且有效小时数长,风资源状况较好。     

中国近海风能资源开发潜力数值模拟

为了解我国近海风能资源分布状况,本文运用数值模拟手段对中国近海风况进行了高分辨率的研究:①运用中国气象局开发的风能资源数值模拟评估系统(Wind Energy Resource Assessment System,WERAS)中的MM5/Calmet模式对沿海2009年1月-5月逐日模拟计算,并将模拟结果与测风塔资料进行对比,结果表明:月平均风速、逐时风速和风向以及风能参数的分布形态与观测资料均比较吻合,因此认为该模式系统可以用来对我国沿海风能资源进行可靠的数值模拟评估;②运用WERAS对我国沿海20年(1986年-2005年)平均风资源进行1km×(200～400)W/m2,附近海域的多年平均风功率密度约在(300～800)W/m2之间;福建省的风能资源特别丰富,其次是1km分辨率的计算,结果显示:我国沿海风能资源非常丰富,沿海各省70m高度的陆上多年平均风功率密度基本在辽宁省、浙江省和广东省,然后是山东省、河北省、天津市和上海市,最后是江苏省、海南省和广西省;③进一步分析了我国沿海离岸风速变化:辽东半岛东部海域、渤海湾、江苏南部到浙江北部沿海、广州雷州半岛东部海域的风速在离岸后70～85km处不再变化,广西和海南近海风速在离岸后30～40km处基本稳定,其余近海海域风速稳定线基本在离岸50km处。     

建筑风场模拟计算的边界处理

采用数值模拟方法预测建筑风载及风环境时,计算区域的边界及界面离散的方法将直接影响风场解的收敛和准确性。基于结构化同位网格在建筑风场模拟中的应用,并结合控制容积法的离散及压力校正算法的实施,提出了合理的计算边界,且相应给出了压力校正方程的界面离散方法。经算例分析,上述方法不仅能保证迭代收敛并取得较为准确的风场解,而且实现了同一计算网格能适用于不同风向的模拟,提高了正交结构化网格的适用性。     

多类型双坡屋面风致干扰数值模拟分析

应用自行开发的建筑风场数值模拟程序WSB,对受扰的低层双坡屋面建筑与相邻不同体型建筑间的风致干扰进行一系列的数值模拟和分析。结果表明:在多类体型建筑的风致干扰下,低层双坡屋面建筑的坡面风压分布形态和变化趋势有明显的规律,与单体建筑的情况相比较,迎风坡面靠近檐口处或背风坡面靠近屋脊处的风压变化最大;施扰建筑体型的不同引起坡面风压的显著差异,靠近檐口处或屋脊处的风压差值最大;以上结论在沿海地区的抗台风中应予以重视。     

振动给料机中固体颗粒物料运动规律的数值研究

利用离散元方法对颗粒在振动给料机中的运动过程进行了数值研究.通过对颗粒群在给料机中的宏观运动规律以及某些具有代表性的固体颗粒运动轨迹的跟踪研究,得到了振动给料机中颗粒运动随振动参数变化的一些重要结论.这些结论有助于振动给料机的设计和运行     

基于GIS技术的陆上风能资源开发制约因素分析

本文采用中国气象局的风能资源数值模式系统,模拟了甘肃酒泉风电规划区较高分辨率（1km×1km）的50m高度平均风能资源分布状况。结果表明,玉门市昌马乡西部、瓜州县柳园镇附近、敦煌西部与新疆哈密交界区以及马鬃山镇附近年平均风功率密度和年有效小时数均较大,属于风资源较丰富区,有利于大规模风电开发。通过与测风塔实测数据的对比检验,评估了数值模拟结果的准确度。根据实际地形地貌和土地利用等基础地理信息,采用ArcGIS空间分析技术和建模工具分析了影响甘肃酒泉风电基地风能资源开发的主要制约因素,扣除不可开发区和限制开     

仿真软件NCSIMUL在数控教学中的应用

为了改进数控教学,丰富多种教学软件的对比,避免更多理论数据的分析,笔者借助数控仿真软件NCSIMUL来辅助教学,并结合具体实例来说明利用该软件进行数控加工仿真操作的基本步骤。教学实践证明,学生借助NCSIMUL软件学习数控知识,更能提高学生对实际数控加工工艺过程的操作及数控编程的能力。针对性地应用教学,获得了良好的效果,也为数控人才培养开劈了一条新的途径。     

数值模拟技术在基础力学实验教学中的应用

本文在分析基础力学课程实验教学现状的基础上,提出将数值模拟技术引入到基础力学实验教学中来,将基础力学实验教学与数值模拟技术紧密结合在一起,探索并建立一个适用于基础力学实验教学的仿真实验系统的观点。这对于改善目前基础力学教学中存在的困境,激发学生学习兴趣,提高学生的学习积极性和创新能力以及提高基础力学实验课程的教学效果等方面均具有十分重要的意义。