● 摘要
为了合理高效地使用风能，首先要做的就是对风能资源进行准确的评估，即对风场的预测。国内外风能资源数值模拟评估的大量实验和事实证明，将数值模拟技术应用于风能资源评估是一个行之有效的方法。
本文主要研究了数值模拟技术中的有限元方法和FLOWSTAR线性模型在风场模拟中的应用，利用二者建立耦合模型求解大气湍流问题，建立大气湍流模型，编写了有效的有限元程序，开发了一套新的风场精细数值模拟的算法。通过典型流动问题的数值试验，验证了模型的合理性、数值方法的精确性和有效性。结合气象数据和测风塔数据，开展了实地风场的数值模拟，对风场计算结果及其精细程度进行了分析。
通过分析表明，使用适当的有限元方法进行风场数值模拟是可行的，可以很好地处理湍流、复杂地表等因素的影响，并且可以有效地改善FLOWSTAR模型的精度。利用FLOWSTAR模型预估算流场或对流场进行预处理，再通过有限元方法进行风场精细化数值模拟可以同时具有不错的精度和效率，具有一定的发展和应用空间。