windfarmer中湍流定义
不同类型的湍流参数
不同类型的湍流参数
（原创版）
目录
1.湍流的定义和分类
2.不同类型的湍流参数
3.湍流参数的测量和应用
正文
一、湍流的定义和分类
湍流是一种流体流动状态，其特点是流速和流向在时间和空间上随机变化。
根据湍流的特性和流动原因，湍流可以分为多种类型，如大气湍流、海洋湍流、河流湍流等。
不同类型的湍流具有不同的流动特点和参数。
二、不同类型的湍流参数
1.大气湍流参数
大气湍流是指在大气中发生的湍流现象。
大气湍流的主要参数包括风速、风向、湍流强度等。
其中，风速是指风的速度，风向是指风的吹向，湍流强度是指湍流对流体运动的影响程度。
2.海洋湍流参数
海洋湍流是指在海洋中发生的湍流现象。
海洋湍流的主要参数包括潮汐、潮流、波浪、海流等。
其中，潮汐是指海洋水位的周期性变化，潮流是指海水在大范围内的流动，波浪是指海水表面的起伏波动，海流是指海洋中的水流。
3.河流湍流参数
河流湍流是指在河流中发生的湍流现象。
河流湍流的主要参数包括水流速度、水流流向、河流宽度等。
其中，水流速度是指河流中的水流速度，
水流流向是指河流中水流的流向，河流宽度是指河流的宽度。
三、湍流参数的测量和应用
湍流参数的测量是研究湍流的重要手段。
通过测量湍流参数，可以了解湍流的特性和流动规律，为湍流控制和应用提供数据支持。
湍流参数的应用领域广泛，包括航空航天、海洋工程、水利工程等。
fluent湍流简述
Reynolds-Stress Model
Detached Eddy Simulation
Available in FLUENT 6.2
Large-Eddy Simulation
Direct Numerical lation
17
Fluent中湍流模型面板
Define Models Viscous...
DNS和LES能直接得到气体的瞬态流场，但需要很大的计算机
容量和CPU时间，未能广泛应用于工程应用。
RANS将非稳态控制方程对时间作平均，即 N
1 n U i x , t lim ui x , t N N n 1
ui x, t Ui x, t uix, t
代数应力模型
1.紊流粘性模型（Eddy-Viscosity Models ，EVM）
引入Boussinesq涡粘性假设，认为雷诺应力与平均速 度梯度成正比，即将Reynolds应力项表示为
U i U j ij u iu j t x xi j
时均值 脉动值
因此，只能得到流场的时均值。要想得到瞬时值，它还必须和 另一些求脉动速度的方法相结合。在实际工程应用中，人们更关心流 动的时均值，而忽略湍流的细节。 因此，目前工程湍流计算还是依 赖于RANS。
7
基于Reynolds时均方程的统观模拟（RANS）
忽略流体相密度脉动，可得如下的时均方程组：
u y
一方程模型
/ t C k 1/ 2l
零方程模型和单方程模型适用于简单的流动；对于复杂流 动，系数很难给定，无通用性，故应用较少。
10
两方程模型
由求解湍流特征参数的微分方程来确定湍流粘性。包括k-ε 、 k-ω、 kτ、 k-l 模型等 。其中，应用最普遍的是 k-ε模型。
FLUENT中湍流参数的定义
FLUENT 中湍流参数的定义2011-07-28 10:46:03| 分类: 默认分类|举报|字号订阅流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF(用户自定义函数)来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method (湍流定义方法)下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置:(1)湍流强度(Turbulence Intensity)湍流强度I的定义为:I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg(8-1)上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。
湍流强度小于1,时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10,时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。
湍流的名词解释
湍流的名词解释湍流，是指在气体或者流体中，不同速度和方向的流动产生的一种混乱的、不规则的运动状态。
湍流是流体力学中重要且复杂的现象，既存在于大自然中的河流、海洋、大气层等环境中，也常常出现在工程和实验室中。
1. 湍流的特点湍流的主要特点有三个方面：不可预知性、非线性和不稳定性。
不可预知性指的是湍流过程中速度和压力分布变化快速且无规律可循。
这是由于湍流中气体或流体不同速度流动产生的涡旋相互作用，导致运动状态难以准确预测。
非线性是指湍流现象无法通过简单的线性方程来描述。
湍流运动中存在着复杂的相互作用、非线性扰动和不可控因素，这导致湍流无法通过简单的数学模型来精确描述。
不稳定性是指湍流状态很容易被外界的微小扰动所改变。
湍流中发生的各种涡旋交错运动，使得湍流处于一种非平衡状态，任何微小的扰动都会在流体中扩散并影响整个流体的运动。
2. 湍流的产生机制湍流的产生机制可以通过雷诺数（Reynolds number）来描述。
雷诺数是流体力学中用于表征流体流动性质、判断流动状态的一个无量纲数值，它由流体运动的惯性力和粘性力之比来决定。
当流体的雷诺数较小时，粘性效应主导，流体流动较为平稳，无湍流现象；当雷诺数超过一定阈值时，流体的惯性力开始占主导地位，湍流现象开始出现。
在工程和实验室中，湍流可以通过增加流体速度、改变管道和物体的形状以及引入不规则障碍物等方式来促使其发生。
3. 湍流的应用与挑战湍流的研究对许多领域具有重要意义，并且应用广泛。
例如，在航空航天中，湍流的存在对于飞机的气动力学、涡轮机械的设计和燃烧过程的优化都有重要的影响。
在能源领域，湍流的研究对于风力发电、水力发电和燃烧等方面都具有重要意义。
在环境科学中，湍流的理解可以帮助我们研究海洋和大气的流动特性。
然而，湍流的复杂性也带来了挑战。
由于湍流存在着不可预知性和非线性的特点，目前对湍流的研究仍然处于较为困难的阶段。
湍流模拟和预测的精确性仍然需要进一步提高，以满足实际应用的需求。
fluent湍流扩散系数
fluent湍流扩散系数Fluent湍流扩散系数的概念与应用一、引言湍流是指流体中出现的旋涡和涡旋结构，它是一种非线性的、不规则的运动方式。
在自然界和工程中，湍流广泛存在于气体、液体的运动中。
而湍流扩散系数是描述湍流扩散现象的一个重要参数，它在环境工程、化工工程等领域有着广泛的应用。
本文将从湍流扩散系数的定义、影响因素以及应用方面进行探讨。
二、湍流扩散系数的定义湍流扩散系数是指在湍流条件下，由于湍流的不规则性和随机性而引起的物质或能量的扩散速率。
在湍流运动中，流体分子的混合程度较高，使得物质的扩散速率大大增加。
湍流扩散系数可以用来描述湍流运动中物质扩散的强度和速率。
三、湍流扩散系数的影响因素1. 湍流强度：湍流强度是指湍流运动中涡旋的大小和数量，强湍流会增加物质的混合程度，从而增大湍流扩散系数。
2. 流速：流速是湍流运动中的一个重要因素，较高的流速会增加湍流的能量和湍流强度，进而增大湍流扩散系数。
3. 流体性质：流体的性质也会对湍流扩散系数产生影响。
不同的流体具有不同的粘度和密度，这些性质会影响湍流运动的特性，进而影响湍流扩散系数的大小。
四、湍流扩散系数的应用1. 环境工程中的应用：湍流扩散系数在环境工程中有着广泛的应用，如大气污染物的扩散模拟。
通过测量湍流扩散系数，可以预测污染物的传播范围和浓度分布，为环境保护和污染治理提供重要依据。
2. 化工工程中的应用：在化工工程中，湍流扩散系数是设计反应器和分离设备的重要参数。
通过合理选择湍流扩散系数，可以提高反应效率和分离效果，降低生产成本。
3. 能源工程中的应用：湍流扩散系数在燃烧和能源转换过程中也起着重要的作用。
燃烧过程中，湍流扩散系数决定了燃料和氧气的混合程度，直接影响燃烧效率和能量利用率。
五、总结湍流扩散系数是描述湍流扩散现象的重要参数，它在环境工程、化工工程和能源工程等领域有着广泛的应用。
通过研究湍流扩散系数的影响因素和应用，可以更好地理解湍流运动的特性，提高工程设计和环境保护的效果。
湍流名词解释
湍流名词解释湍流(Turbulence)也称紊流(turbulent flow)或紊动(chaotic flow)，是指在一个多尺度系统中的流体，其性质随时间而变，并非仅局限于某一尺度。
湍流是指流体质点速度不断发生变化的流动，是一种非均匀、非等温、无粘性的流动。
它以局部空间速度场的突然变化为特征。
其尺度可由亚毫米到微米量级。
湍流是一种混沌现象，并且具有复杂的非线性和时变性，难以用传统的数学描述。
实际的流动通常会因受到密度梯度、压力梯度或温度梯度等影响而产生湍流。
此外，湍流具有强烈的尺度效应、时间效应和耗散效应。
湍流分析就是研究湍流形成和运动规律的科学。
相关概念如：稳态湍流，非稳态湍流，层流，紊流，湍流场，雷诺应力，热粘性力，对流，平均速度。
在湍流研究领域，根据所考虑的尺度不同，一般分为大尺度(宽带)、中尺度(窄带)、小尺度(窄带)湍流研究；其中大尺度的代表主要有：粘性流体动力学、计算流体动力学、数值模拟及应用研究。
而中尺度和小尺度的湍流研究主要有：大涡模拟、小涡模拟、湍流谱的确定、湍流的特征参数、湍流数值模拟、气固两相流动等方面。
湍流是自然界普遍存在的一种现象。
在流体流动过程中，任何地方的流动状态都可能不相同，即在同一时间内，不同地方流场的变化可能是完全不同的，这就是湍流。
其形成的原因十分复杂，既与物理过程有关，又与结构特性有关。
从不稳定性来看，湍流包括自由剪切湍流，层流转湍流，湍流预混合，湍流剪切流动，加速流动。
从不稳定性来看，湍流包括自由剪切湍流，层流转湍流，湍流预混合，湍流剪切流动，加速流动。
总之，湍流运动是高速运动的流体质点，作高速周期性旋转和相互掺混的运动。
湍流形成机制多样，每一种湍流形式又包含若干种湍流形式。
简单地说，湍流是使流体在分布和运动上呈现出剧烈变化的流动状态，它是由许多小尺度的涡旋所组成的不稳定系统。
自然界中，我们经常观察到湍流，如湍流射流、湍流海浪、喷泉和激流。
地球上各种各样的风，如山谷风、焚风等都是湍流的例子。
流体的湍流模型
流体的湍流模型湍流是流体力学中一个重要的概念，指的是流体运动过程中的混乱无序的状态。
湍流现象普遍存在于自然界中，例如大气中的风、海洋中的波浪以及河流中的涡流等。
湍流模型是用来描述湍流运动的数学模型，它通过建立流体的动量和能量传输方程，来揭示湍流形成和演化的规律。
一、湍流模型的基本原理湍流的形成是由于流体运动过程中存在的各种非线性的物理过程，比如惯性力、摩擦力和压力梯度等。
湍流模型的基本原理是基于雷诺平均导出的方程式，其中雷诺平均是指对流体宏观属性进行时间平均运算。
通过平均之后，湍流运动可以被看作是均匀流动和湍流脉动两个部分的叠加。
二、湍流模型的分类湍流模型可以分为两大类：一类是基于统计理论的湍流模型，另一类是基于运动方程的湍流模型。
基于统计理论的湍流模型通常使用统计学中的概率密度函数和相关函数等概念来描述湍流运动中的各种参数。
而基于运动方程的湍流模型则是通过对流体动量和能量传输方程进行进一步的分析和求解，从而得到流体湍流运动的演化规律。
三、湍流模型的应用湍流模型在工程领域中有着广泛的应用。
例如在空气动力学研究中，湍流模型可以用来评估飞机的气动性能，优化机体的设计。
在流体力学领域，湍流模型可以用于预测和模拟液体的流动，帮助优化流体管道的设计和运行。
湍流模型还可以应用于天气预报、水利工程和环境保护等领域。
四、湍流模型的发展趋势随着计算机科学和数值模拟技术的发展，湍流模型也在不断地完善和演进。
近年来，随着大规模计算能力的提升，湍流模型的数值模拟能力得到了显著的提高，可以更准确地描述湍流现象和湍流的演化规律。
另外，机器学习和人工智能等新兴技术的引入，也为湍流模型的发展带来了新的机遇和挑战。
五、结语湍流模型是流体力学研究中的重要工具，通过对湍流现象的建模和仿真，可以帮助我们更好地理解和预测流体运动的行为。
随着科学技术的不断发展，湍流模型将继续完善和更新，为人类的科学研究和工程应用提供更准确、可靠的支持。
我们相信，在不久的将来，湍流模型将在更多领域发挥出重要的作用，促进科学技术和工程领域的进步和发展。
风资源评估-工程应用-windfarmer操作步骤及注意事项(1)资料
Windfarmer软件操作步骤及注意事项目录一、目的： (1)二、准备资料 (1)三、计算步骤 (2)1 wasp——导入文件: (2)2 wasp-------输出文件： (2)3 导入windfarmer： (2)4 设置： (2)Windfarmer 应用步骤 (2)001 前提：选型完成之后—— (2)02 wasp部分 (3)003 windfarmer部分 (5)01 以现场测量数据为依据 (8)004 RIX（陡峭度指标问题） (11)006 损耗 (13)007 不确定性 (13)一、目的：windfarmer用于简单地形——基于wasp模型——同时也用于复核计算（湍流）二、准备资料1 原始风速数据——windgrogher——输出。
Tab文件2 边界坐标——txt-wob——或者自己在windfarmer里面地图上画3 风机点位坐标——或者自己排布优化4 功率曲线——.wtg 文件——wasp中建立一个风机后直接save为。
Wtg格式文件5 地图——.map+roughness6三、计算步骤1 wasp——导入文件:windgrogher导出tab文件wasp turbine editor导出风机功率曲线wtg文件cad—globalmaper—wasp editor—导出contours+roughness的map文件风机点位文件计算resource grid文件前要设置边界（control+shift—画，control—移动）若测风塔在风场边界之外则计算三个资源栅格（mast高度、mast轮毂高度、轮毂高度）2 wasp-------输出文件：Hub 高度的wrg文件Mast 高度的wrg文件3 导入windfarmer：Map+roughness地图文件画边界点或者拖入wob文件画出禁止区域等设置导入风场和测风塔点位的wrg文件布机或者导入风机点位坐标风机属性设置——功率曲线设置——导入wtg文件优化——迭代300-500次左右4 设置：控制面板设置Windfarmer 应用步骤001 前提：选型完成之后——01 windogragher部分风速数据处理整理成txt格式，包括风速风向标准偏差，●风速注意：风速和风向同时删除或者拟合——为了生成tab文件注意：在生成拟合轮毂高度处tab文件前得先观察风剪切的大小，看有几个高度，测风塔最高度离轮毂高度的距离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
WindFarmer中湍流定义
1. 关于风速的估计设计等效湍流（通道10）：使用Frandsen方法估计设计等效湍流，并使用Wohler系数进行加权调整。
（Wohler系数是和组件的材料和尺寸相关的，可以从S-N的对数-对数曲线的斜率-循环应力S对疲劳循环次数N的幅度中得到，4一般是简单的钢组件，10-15之间是简单的复合材料组件）。
为了描述疲劳寿命的变化，而不只是描述湍流带来的载荷影响，所以输出量使用Wohler 系数进行加权调整。
该通道10计算的特征或代表湍流强度值可以用于比较允许设计水平。
（摘自《风场湍流强度的计算及其对风电机组选型的影响》作者王承凯）
2. 关于风速和风向的未计算且未加权的平均湍流（通道11）：使用Frandsen方法估计的设计等效湍流。
考虑平均湍流强度，排除任何Wohler权值或者因数值。
3. 风机入射湍流（通道7）：入射湍流强度，包含其他风机的尾流影响。
4. 风机环境湍流（通道8）：不计尾流的湍流强度。
5. 实际工程计算得到的风机入射湍流与环境湍流值一样。
5. 对风机载荷更具体的分析，需要使用粘性涡流模型来获得在风电场中实际的
湍流强度，以及特定的风机设计参数，需要使用Bladed软件来建模风机载荷。
6. WindFarmer中附加湍流的计算公式(摘自windfarmer理论手册)
Iadd = 5.7Ct0.7Iamb0.68(x/x n)-0.96
Ct:thrust coefficient
x: the distance downstream
x n：the calculated length of the near wake（using the method proposed in [3.9, 3.10]）风速标准偏差的标准偏差值可以有MCP+模块计算，并在WTI文件当中输出。