Multifractal Analysis of a Wake for a Single Wind Turbine

Strijhak, Sergei; Redondo, J. M.; Tellez, Jackson

doi:10.14311/tpfm.2017.035

Cited by 7 publications

(5 citation statements)

References 26 publications

(31 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The ImaCalc program was used to study the fractal parameter, structure function for different geophysical objects [33][34][35]. We calculated the The same approach was used in the single wind turbine wake study [36]. The structure functions, scaling exponents and intermittency in the wake of two wind turbines were studied in the paper [37].…”

Section: Analysis Of Fractal Dimensionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Simulation of turbulence mixing in the atmosphere boundary layer and analysis of fractal dimension

Alvarez¹,

Кошелев²,

Strijhak³

et al. 2019

Phys. Scr.

View full text Add to dashboard Cite

In the first part of this paper, a flow model for numerical simulation of turbulent parameters in Atmospheric Boundary Layer (ABL), based on finite volume method and Large-Eddy Simulation is introduced. This model consists of balance equations for mass, momentum and energy (for potential temperature) equations. The Lagrangian dynamic model of Smagorinsky with restriction of size for the coefficient Cs was used for sub grid turbulent viscosity. The second part of this paper is devoted to the numerical aspects of flow model using Proper Orthogonal Decomposition (POD) method. In the final part of this paper, results from numerical studies on flow in ABL for the neutral and stable case and analysis of fractal dimensions are presented. These results constitute important tests for the assessment of the predictive capacity for the stratified flow model in hand. ImaCalc program was used to study the fractal parameter and structure functions. We calculated the maximum value of fractal dimension D selected among all of the velocity intensity and vorticity modules which was a good indicator of flow's complexity. The data of evolution of D(t) in the middle section of the domain of the multifractal spectra along the main downstream axis were also calculated. The reduction in the maximum value of the Fractal Dimension for intermediate velocity and vorticity values is consistent with Laboratory experiments and with wind wane measurements.

show abstract

Section: Analysis Of Fractal Dimensionmentioning

confidence: 99%

“…The same approach was used in the single wind turbine wake study [37]. The structure functions, scaling exponents and intermittency in the wake of two wind turbines were studied in the paper [38].…”

Section: » ( )mentioning

confidence: 99%

Simulation of turbulence mixing in the atmosphere boundary layer and analysis of fractal dimension

Alvarez¹,

Кошелев²,

Strijhak³

et al. 2019

Phys. Scr.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[11]. Результаты расчета (профили безразмерной скорости в различных сечениях в следе за ветроустановками, а также по значения коэффициентов мощности и осевой силы тяги ветроустановки) сравнивались с результатами эксперимента [9,10]. Данные исследования проводились с целью разработки методики для расчета параметров течения для действующего ветропарка в Ульяновской области РФ с 28 ВЭУ.…”

Section: обзор библиотеки Sowfaunclassified

“…Математическое моделирование параметров течения в ветропарке было проведено с использованием решателя pisoFoamTurbine и метода Actuator Line Model. Достоверность и точность выбранного решателя проверялась на задачах с одной, двумя и двенадцатью модельными ветроустановками [9][10][11].…”

Section: обзор библиотеки Sowfaunclassified

The problem-oriented library SOWFA for solving the applied tasks of wind energy

Kraposhin¹,

Стрижак²

2018

Proceedings of ISP RAS

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. В статье рассматриваются возможности открытой библиотеки SOWFA. Проблемно-ориентированная библиотека, работающая в составе открытого пакета OpenFOAM v.2.4.0, предназначена для решения задач ветроэнергетики. В связи со строительством новых ветропарков на территории РФ (Ульяновская область, республика Адыгея) вопросы проектирования, моделирования работы ветропарков и ветроустановок являются актуальными в настоящее время. В статье приводится описание структуры библиотеки SOWFA и некоторых ее классов. Изучение динамики самоорганизованных турбулентных вихревых структур и оценка их размеров важны с точки зрения максимизации вырабатываемой мощности ветроэлектрическими установками (ВЭУ), для анализа оптимального расположения ВЭУ в ветропарке. При этом необходимо детально изучать процесс эжекции воздуха, процесс смещения двух сред, в котором одна среда, находясь под давлением, оказывает воздействие на другую и увлекает ее в требуемом направлении, в районе ветропарке. Явление эжекции играет положительную роль и позволяет восстановить дефицит скорости в следе за ВЭУ, следовательно повлиять на вырабатываемую мощность ветропарка. Явление эжекции можно изучать с помощью движения твердых частиц. В статье описывается пример добавления нового класса KinematicCloud в решатель ABLSolver, который описывает кинематическое облако частиц и пример решения прикладной задачи ветроэнергетики для модельного ветропарка. Расчетная область для модельного ветропарка имела форму параллелепипеда с заданными размерами. Неструктурированная сетка содержала 6 миллионов ячеек. Для определения начального распределения параметров использовалось приближение нейтрального атмосферного пограничного слоя, рассчитанное с применением Precursor метода, реализованного в решателе ABLSolver. Математическое моделирование параметров течения в ветропарке было проведено с использованием решателя pisoFoamTurbine и метода Actuator Line Model. В ходе расчета для случая модельного ветропарка с 12 ветроустановки были получены поля осредненных и пульсационных величин для скорости, для давления, подсеточная вязкость, тензор напряжени, завихренность. В статье выполнено сравнение значения безразмерной горизонтальной скорости в двух различных сечениях со значениями, полученными в эксперименте. Вычисления проведены с использованием ресурсов вычислительного кластера web-лаборатории UniCFD ИСП РАН. Kraposhin M.V., Strijhak S.V. The problem-oriented library SOWFA for solving the applied tasks of wind energy.

show abstract

“…Максимальное перемещение конца лопасти в переходном режиме составило около 0.58 метра (что на 18% больше статического перемещения в предыдущем расчете), в то время как перемещение в новом статическом положении равновесия, к которому стремиться переходный режим составляет около 0.32 метра, что на 30% меньше чем перемещение в расчете по первой методике. В дальнейшем расчет может быть проведен с помощью вихреразрешающего моделирования, с использованием метода крупных вихрей, для получения мгновенных составляющих значений скорости и давления [12].…”

Section: Displacement Of the Tip Of The Bladeunclassified