Mann风湍流模型研究及修正

摘要

湍流是风的特性之一,也是风力机动载荷的主要来源.国际标准IEC-61400-1中推荐使用Mann风湍流模型模拟脉动风速.Mann模型涉及的理论非常复杂,一般的设计人员难于理解,应用时也难于入手.为此,本文以文献[3,7]为基础,对Mann风湍流模型进行了详细推导,重点阐述了该模型理论上的简化.发现了文献[3,7]中参数ζ1和ζ2表达式不准确,本文提出了其修正表达式,对比显示修正后的参数大幅提高了风功率谱低频范围的模拟精度.利用改进后的参数模拟Kaimal经验风谱,以谱理论为准则,讨论了空间点数对数值模拟脉动风速的影响,得到了模拟各个风速分量时空间点数的推荐值.利用空间点数的推荐值,得到了空间三维脉动风速.