如何得到如何得到香菱( 二 ) _经验知识

WRF模式分辨率做到公里级别后，百米量级的图谱又是怎么得到的呢?不卖关子啦!用的就是风电行业常用来进行微观选址的CFD ，因为WRF模式的分辨率不足以描述局部的地形变化，尤其是在复杂地形，此时利用CFD模型，配合分辨率达到30m的aster地形数据，以WRF风速作为输入，百米分辨率的风速图谱就此诞生。下图是以aster数据生成的地形图，可见其可以很好地描述局部的地形变化。
好了，现在你对百米分辨率的风速图谱是不是也多了些认识呢?当然，这只是数值模式在风电行业应用中的一角，要使其在风电开发中发挥更大作用还有很多的事情可以做呢!
告诉你风电场CFD仿真软件的进化史

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也许，你读过《格林威治CFD如何提升风场发电量》一文，已经了解了CFD软件对提升风电场效益影响的关键作用。其实，风电场风流仿真技术能够发展到今天的水平，经过了一系列迭代进化。现在，我们就追本溯源，一起来看看风电场风流CFD仿真软件进化史。
从历史回顾来看， CFD软件的发展可以分为3个阶段：
排名阶段，以WAsP为代表的线性简化求解器。1989年丹麦科技大学DTU发布了WAsP 1.0 ，采用巧妙的工程算法在PC机上快速获得风资源评估结果，很快成为风电场设计的标准软件之一。
第二阶段，台式工作站上的CFD软件。众所周知，线性模型原理上不能反应较大坡度地形的风况规律，为了提升复杂山地风场风资源评估精度，以及满足风机安全复核的需求，求解雷诺平均Navier-stokes方程的CFD技术就此应用到风电行业。2003年挪威WindSim AS公司正式发布WindSim;2004年法国MeteoDyn公司正式发布WT1.0 ，这些软件成功地将CFD技术引入风电行业。这类软件在台式工作站(32核~48核)上仿真一个常规5万千瓦风电场12个扇区需要1天左右的时间。
第三阶段，基于高性能计算的新一代CFD仿真软件。随着高性能计算、云平台和CFD技术的蓬勃发展，新一代风电场风流CFD仿真软件随之应运而成。2012年基于远端超级计算中心的WAsP CFD发布， 2015年8月远景格林云GreenwichCFD内部版本也已投入使用。
那么，与单机版的CFD软件相比，新一代的风电场CFD仿真软件又具备哪些特点呢?
排名，支持高性能并行计算。CFD仿真应用中较重要的就是网格生成。网格粗，离散误差大;网格细，需要计算资源庞大，耗费计算时间多。一般认为10m左右的水平网格能够精细地反映地形特征对风机的影响，垂直网格分辨在紧贴地面的100m内应该布置10~20层网格。精细模拟一个常规风电场(12km*12km左右)的网格量在1000万~4000万之间，大型风电场(30km*30km)的网格量在8000万以上。此外，对于复杂地形风电场，稍许变化的来流方向会导致风电场风加速因子关系发生显著变化。因此，丹麦Ris?国家实验室的专家建议复杂地形至少采用36个扇区的模拟，而精细程度的CFD仿真在较好的单机工作站上也至少需要一周的时间。
由上图可见，每5°来流风向变化都会导致风场发生很大的变化， 30°扇区间隔不足以准确反应复杂地形的风加速度因子关系。需要了解的一点是，非并行CFD求解器受到计算资源和项目允许时间的限制，只能采用粗的网格和稀疏的定向扇区设置，这是导致计算资源偏差的重要原因之一。

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