Un método para acelerar la convergencia de la dinámica de fluidos computacional para la cartografía eólica de micro-sitios
Autores: Kim, Hyun-Goo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un método para acelerar la convergencia de la dinámica de fluidos computacional para la cartografía eólica de micro-sitios
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Recursos eólicos
Simulaciones
Micrositios
Dinámica de fluidos computacional
Condiciones iniciales
Convergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Para evaluar los recursos eólicos, se deben realizar varias simulaciones por dirección del viento, velocidad del viento y rangos de estabilidad atmosférica para llevar a cabo la micro-situación utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). Este estudio propone un método para acelerar la convergencia de CFD mediante la generación de condiciones iniciales más cercanas a la solución convergente. Además, el estudio propone la "condición inicial reflejada" (IC) utilizando la simetría de la dirección del viento y la geografía, la "IC compuesta" utilizando el principio de composición de vectores y la "IC desplazada" que asume que los vectores de velocidad del viento son similares en condiciones caracterizadas por pequeñas diferencias en la dirección del viento como condiciones iniciales bien planteadas. Proporcionaron una aproximación significativamente más cercana al campo de flujo convergente que la condición inicial convencional, que simplemente asumía una capa límite atmosférica homogénea en todo el dominio de simulación. Los resultados de este estudio muestran que el tiempo de cálculo necesario para la micro-situación puede reducirse en alrededor del 35% al realizar CFD con 16 sectores de dirección del viento al combinar adecuadamente las IC convencionales y propuestas.
Descripción
Para evaluar los recursos eólicos, se deben realizar varias simulaciones por dirección del viento, velocidad del viento y rangos de estabilidad atmosférica para llevar a cabo la micro-situación utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). Este estudio propone un método para acelerar la convergencia de CFD mediante la generación de condiciones iniciales más cercanas a la solución convergente. Además, el estudio propone la "condición inicial reflejada" (IC) utilizando la simetría de la dirección del viento y la geografía, la "IC compuesta" utilizando el principio de composición de vectores y la "IC desplazada" que asume que los vectores de velocidad del viento son similares en condiciones caracterizadas por pequeñas diferencias en la dirección del viento como condiciones iniciales bien planteadas. Proporcionaron una aproximación significativamente más cercana al campo de flujo convergente que la condición inicial convencional, que simplemente asumía una capa límite atmosférica homogénea en todo el dominio de simulación. Los resultados de este estudio muestran que el tiempo de cálculo necesario para la micro-situación puede reducirse en alrededor del 35% al realizar CFD con 16 sectores de dirección del viento al combinar adecuadamente las IC convencionales y propuestas.