شبیه‌سازی باد در یک منطقه کوهستانی فوق پیچیده به روش پیش‌بینی عددی هوا با دقت بسیار بالا و با استفاده از روش شبیه‌سازی گردابه‌‌های بزرگ

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشجوی بین دانشگاهی با دانشگاه ای پی اف ال.

2 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2021.18863.6905
چکیده

پتانسیل‌‌سنجی انرژی باد در مناطق کوهستانی با استفاده از روش پیش‌‌بینی هوای عددی مورد توجه محققان قرار گرفته‌است. در این پژوهش به کمک این روش، باد در مارتینی در کشور سوئیس شبیه‌‌سازی شده‌‌است. این شبیه‌‌سازی دارای دقت افقی بسیار بالا (100متر) بوده که امکان استفاده از روش شبیه‌‌سازی گردابه‌‌های بزرگ را فراهم می‌کند. هدف از انجام این پژوهش بررسی میزان موفقیت مدل در شبیه‌‌سازی باد و اثر افزایش دقت عمودی و استفاده از دو مدل توربولانسی مقیاس زیر شبکه اسماگورینسکی و مدل انرژی جنبشی توربولانسی 1/5 بوده‌است. نتایج نشان می‌‌دهد که مدل به خوبی قادر به شبیه‌سازی باد در مقایسه با داده‌‌های دریافتی از ایستگاه‌‌های اندازه‌‌گیری بوده و الگوی روزانه باد را به خوبی تولید کرده‌است. در منطقه‌‌ای که درون دره‌‌ای عریض و هموار قرار گرفته، دقت نتایج بسیار بالا بوده ولی در قله کوه‌‌ها خطای اندازه سرعت باد زیاد بوده‌است. در زمان وقوع بیشینه سرعت باد در قله کوه‌ها، با تغییر مدل توربولانسی مقیاس زیرشبکه از اسماگورینسکی سه بعدی به مدل انرژی جنبشی توربولانسی 1/5، خطا از 22 به 17 متر بر ثانیه و سپس با کاهش ارتفاع عمودی سلول‌ها از 47 متر به 37 متر، خطا از 17 به 7 متر برثانیه کاهش یافته‌است.