CFD Evaluation of Wind Flow Over Hill: A Comparison of Trapezoid Hill Shape and Relative Geometry

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

บทความนี้อาศัยกระบวนการทางอุตุนิยมวิทยาและการจำลองทางพลศาสตร์ของไหลเพื่อศึกษารูปแบบการไหลของมวลอากาศที่ไหลผ่านเนินเขา โดยการเปรียบเทียบผลที่ได้รับจากแต่ละวิธีการเพื่อหาแบบจำลองความปั่นป่วนและวิธีการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตของแบบจำลองที่เหมาะสมสำหรับใช้กับการจำลองเพื่อนำมาทดแทนการเก็บข้อมูลในพื้นที่จริงในอนาคต ส่วนแรกของบทความนำเสนอตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งกังหันลมผลจากการจำลองแสดงว่าแบบจำลองความปั่นป่วน Standardk-ε ให้ผลการจำลองแม่นยำที่สุดบริเวณด้านหน้าเนินเขา ขณะที่แบบจำลอง Reynolds Stress Model แสดงผลที่ใกล้เคียงกับการทดลองมากที่สุดเมื่อผ่ายจุดยอดของเนินเขาไป 1.0 เท่าของความสูงเนินเขา ส่วนแบบจำลอง Standard k-ε และ Standardk-ω แสดงค่าที่ต่ำกว่าการทดลองมาก ส่วนหลังของบทความนำเสนอตำแหน่งศักยภาพลมเปรียบเทียบระหว่างภูมิประเทศจริงและรูปทรงเลขาคณิตที่มีเงื่อนไขอบเขตคล้ายคลึงกันเพื่อเป็นข้อมูลสำหรับสร้างกราฟความสัมพันธ์ระหว่างมุมของเนินเขาความเร็วลม ความหยาบของพื้นผิวและแสดงตำแหน่งศักยภาพลมของเนินเขานั้น ๆ ซึ่งจะช่วยลดขั้นตอนสำหรับการศึกษาตำแหน่งติดตั้งกังหันลมต่อไปในอนาคต

คำสำคัญ: การจำลองทางพลศาสตร์ของไหล แบบจำลองความปั่นป่วน ตำแหน่งศักยภาพลม

Abstract

Computational fluid dynamics is used to explore new aspects of wind flow over a hill. This analysis focuses on flow dependency and comparison of results from measurements and simulations to show the optimum turbulance model and the possibility of replacing measurements with simulations. The first half of the paper investigates a suitable turbulence model for the suitable site of a wind turbine. Results of the standard k-ε model are compared precisely with the measures in front of the hill top; while the Reynolds Stress Model showed exact results after 1.0 times of hill steep ness, but the standard k-ε model and standard k-ω model showed more of an underestimation. In addition,velocity flow over Pha Taem hill topography and reference geometry shape are compared to find a suitable site for a turbine in case the actual hill structure is associated with geometric shape. Further study of the geometry shape of the hill and its suitable site will be reported elsewhere.

Keywords: computational fluid dynamics, turbulent model, suitable site