山地湍流模拟分析（二）——迎风坡坡度的影响

在上一篇关于双山梁尾流分析中发现，前排山梁对后排山梁的湍流有很大影响。平时我们经历的一些山地项目并没有感受到如此之大的影响，在一些山地坡度平缓的地方，所有点位的湍流基本属于同一等级。该项目的双山梁地形，第一排山梁测得的湍流等级略超B类，属于山地项目中湍流等级较大的情况。

（来源：微信公众号“计鹏新能源”作者：及天时）

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在现场考察时，发现除了地形略复杂外，山坡坡度也较陡，山坡坡度在30~45°之间，靠近山顶处有小段山坡坡度增加。迎风坡的坡度是否也是影响湍流的原因之一？。

为了验证迎风坡的坡度对后面尾流和湍流的影响，建立了4种不同高度、相同宽度的山丘地形，对应坡度30°、45°、50°、60°。

首先看湍流的变化情况：
从图中可以看出，随着山坡坡度的增加，后面尾流的影响高度和长度也随之增加。当坡度为30°时，尾流基本紧贴地面，对后面机位的影响较小。当坡度超过50°时，尾流的覆盖范围超出山头，即对更高的地方产生影响，这种情况下很可能直接影响到后排风机叶轮位置。

下面为流场风速分布情况。
从图中可以看出山头上方的风速一直较大，当迎风坡角度超过45°时，后方出现风速加速区；当坡度超过50°时，加速区明显增大，且影响范围较远，但在加速区下方也出现风速减弱区，即湍流模拟图中出现的涡。

根据以上分析得出几个结论：

01较小范围内，山坡坡度增大对后排有正面影响，当坡度超过50°，会出现负面影响。

02在后排山脊有布置风机时，要充分考虑前排山梁迎风坡的问题，必要时增加测风塔，加密测风。

03迎风坡靠近山梁顶部区域容易出现陡坡、断崖等情况，遇到该情况要保守考虑湍流对风机的影响。