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2.2 湍流数值模拟方法
湍流流动是一种高度非线性的复杂流动，目前湍流数值模拟（DirectNumerical Simulation， 简称DNS）可分为直接数值模拟方法和非直接数值模拟方法。
直接数值模拟方法是直接用瞬时的Navier-Stokes 方程对湍流进行计算，DNS 的最大好处是无需对湍流流动作任何简化或近似，理论上可以得到相对准确的计算结果，但DNS 对计算机内存空间和计算速度的要求非常高，目前还无法用于真正意义上的工程计算，但大量的探索性工作正在进行之中。
非直接数值模拟方法是不直接计算湍流的脉动特性，而是设法对湍流作某种程度的近似和简化处理完成模拟计算。非直接数值模拟方法分为大涡模拟方法（Large EddySimulation，简称LES）、统计平均法和Reynolds 平均法（RANS）。
统计平均方法基于湍流相关函数的统计理论，主要用相关函数及谱分析的方法来研究湍流结构，该方法在工程上应用不广泛。LES 方法是用Navier-Stokes 方程直接模拟湍流中的大尺度涡，不直接模拟小尺度涡，该方法对计算机硬件要求仍比较高。RANS 方法是将湍流瞬态的脉动量通过某种模型在时均化的方程中体现出来，该方法是目前使用最为广泛的湍流数值模拟方法，根据采用的模型不同RANS 方法又分为零方程模型、k-L 模型，κ-ε 模型等多种类型。
2.3 仿真软件简介
Meteodyn WT 软件是法国Meteodyn 公司基于计算流体力学原理（CFD）开发的风能资源计算分析及风电场微观选址的软件。CFD技术根据流体力学的规律进行模拟求解，将风电场区域分解为小的立方体空间（即网格），基于k-L 模型，求解复杂的Navier-Stokes 偏微分方程组，从工程实践来看，该方法效果较好，能满足工程需要。
Meteodyn WT 软件需要输入风电场地形地貌文件（包括等高线地形数据、地表粗糙度数据）、气象观测数据文件（包括风速、风向、标准偏差等数据）、风力发电机组坐标值文件，通过风电场定向计算部分可以迭代得出不同风向的稳定风场分布，再利用风电场内测风塔的观测数据进行综合计算得到整个模拟区域内的不同高度的观测时段内平均风速、风向、湍流强度等，若场区内有多个测风塔，可以通过多塔模型对场区内多个测风塔测风数据综合计算分析得出模拟区域内平均风速、风向和湍流强度等风能资源参数。
WAsP 是由丹麦Risφ 国家实验室开发出来的风资源分析处理软件，其主要功能是对风电场风资源进行评估。该软件以特定的线性数学模型为基础，通过输入气象数据、地形数据、地表粗糙度和障碍物等数字化信息，可以估算风场范围内某一给定点的风资源状况。
3.仿真计算方案
本文选取某复杂地形风电场作为算例进行湍流仿真计算，并将计算结果与实测数据进行对比分析。风电场地域狭长，呈南北走向，地势高峻起伏，地形复杂。风电场内设有3 座70 米高度的测风塔，位置呈南北分布依次标记为1#、2#、3#，其中2# 测风塔位于1#、3# 测风塔之间，详见图2，测风高度及选取的测风数据时间详见表2。
仿真计算采用的数字化地形图为实地勘探测绘的等高线地形图，并通过Google Earth 下载风电场区域地貌影像，结合地形图进行地表粗糙度文件设置。
