Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fluid interaction in a complex terrain wind farm

Hoxha Bukurije, Filkoski Risto V.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

8--11

EN

Optimisation of the placement of wind turbines in a farm is an important stage in wind farm construction. Koznica, a mountainous terrain available for wind farms, is considered in the present work, with the aim to optimise the configuration of a park of 10 turbines. The one-year measurements carried out in the specified place of the Koznica mountain have confirmed the wind energy potential. The present work focuses on analysing how the distance between wind turbines affects the energy produced in configurations of 2, 3 and 5 diameters distance between the turbines, using a particular turbine type with predefined technical characteristics. Interaction analysis is conducted in terms of wake effect, affecting the annual output energy and wind farm efficiency, depending on the farm configuration. The wake effect here is shown as the wind speed deficit. That deficit intensity is removed from the current and previous intensity of each respective turbine. Finally, the difference between the farm organisation's optimised form and the previous configurations is shown, emphasising the annual energy produced depending on the capacity factor.

PL

Optymalizacja rozmieszczenia turbin wiatrowych na farmie jest ważnym etapem budowy farmy wiatrowej. W niniejszej pracy uwzględniono Koznicę, górzysty teren dostępny pod farmy wiatrowe, w celu optymalizacji konfiguracji parku 10 turbin. Roczne pomiary przeprowadzone we wskazanym miejscu góry Koznica potwierdziły potencjał energetyki wiatrowej. W niniejszej pracy skupiono się na analizie wpływu odległości między turbinami wiatrowymi na energię wytwarzaną w konfiguracjach 2, 3 i 5 średnic odległości między turbinami, z wykorzystaniem określonego typu turbiny o określonych parametrach technicznych. Analiza interakcji prowadzona jest pod kątem efektu czuwania, mającego wpływ na roczną moc wyjściową i sprawność farmy wiatrowej, w zależności od konfiguracji farmy. Efekt kilwateru jest tutaj pokazany jako deficyt prędkości wiatru. Ta intensywność deficytu jest usuwana z aktualnej i poprzedniej intensywności poszczególnych turbin. Na koniec pokazano różnicę między zoptymalizowaną formą organizacji gospodarstwa a poprzednimi konfiguracjami, podkreślając roczną produkcję energii w zależności od współczynnika wydajności.

2

Flight Height of UAV and Its Influence on the Precise Digital Elevation Model at Complex Terrain

Nguyen Quoc Long, Goyal Ropesh, Le Van Canh, Cao Xuan Cuong, Pham Van Chung, Bui Ngoc Quy, Bui Xuan Nam, Bui Khac Luyen

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 1

179--186

EN

The application of lightweight Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has been increasingly common in 3D topographic surveys. Especially in the complex terrains such as open-pit mines, where the elevation is rapidly undulating, the UAV based mapping is more efficient, economic and safe compared to the conventional methods. However, one of the most important factors in UAV mapping of complex terrain is the flight altitude which needs to be seriously considered because of the safety and accuracy of generated DEMs. This paper aims to evaluate the influence of flight height on accuracy of DEMs generated for open-pit mines. For this purpose, the selected study area is a quarry with complex terrain located in the Northern Vietnam. The investigation was conducted with five flight heights of 50 m, 100 m, 150 m, 200 m, and 250 m. To assess the accuracy of resulting DEMs, 10 ground control points and 385 checkpoints measured by both GNSS/RTK and total station methods were used. The accuracy of DEM was assessed by using root-mean-square error (RMSE) in X, Y, Z, XY, and XYZ components. The result showed that the DEM models generated at the flight heights of less than 150 m have high accuracy, RMSEs on the 10 GCPs increased from 1.8 cm to 6.2 cm for vertical (Z), and from 2.6 cm to 6.3 cm for horizontal (XY), whereas RMSE on 385 checkpoints increases gradually from 0.05 m to 0.15 m for vertical (Z) when the height flight increased from 50 m to 250 m.

PL

Zastosowanie lekkich bezzałogowych statków powietrznych (UAV) jest coraz bardziej powszechne w badaniach topograficznych 3D. Zwłaszcza w skomplikowanych terenach, takich jak kopalnie odkrywkowe, w których wzniesienie gwałtownie faluje, mapowanie oparte na UAV jest bardziej wydajne, ekonomiczne i bezpieczne w porównaniu z metodami konwencjonalnymi. Jednak jednym z najważniejszych czynników w mapowaniu UAV złożonego terenu jest wysokość lotu, którą należy poważnie rozważyć ze względu na bezpieczeństwo i dokładność generowanych DEM. Niniejszy artykuł ma na celu ocenę wpływu wysokości lotu na dokładność DEM generowanych dla kopalni odkrywkowych. W tym celu wybranym obszarem badawczym jest kamieniołom o złożonym terenie położony w północnym Wietnamie. Badanie przeprowadzono przy pięciu wysokościach lotu 50 m, 100 m, 150 m, 200 m i 250 m. Aby ocenić dokładność uzyskanych DEM, wykorzystano 10 naziemnych punktów kontrolnych i 385 punktów kontrolnych mierzonych zarówno metodami GNSS/RTK, jak i metodami stacji całkowitej. Dokładność DEM oceniono za pomocą błędu pierwiastkowego średniego kwadratu (RMSE) w komponentach X, Y, Z, XY i XYZ. Wynik pokazał, że modele DEM generowane na wysokościach lotu poniżej 150 m mają wysoką dokładność, RMSE na 10 GCP wzrosły z 1,8 cm do 6,2 cm dla pionu (Z) i od 2,6 cm do 6,3 cm dla poziomu (XY), podczas gdy RMSE na 385 punktach kontrolnych wzrasta stopniowo z 0,05 m do 0,15 m dla pionu (Z), gdy lot na wysokości wzrósł z 50 m do 250 m.

3

Mathematical modeling of heavy gas atmospheric dispersion over complex and obstructed terrain

Markiewicz M. T.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 1

81-94

EN

In this article the capabilities of mathematical heavy gas atmospheric dispersion models to describe the dispersion of heavy gases in complex and obstructed terrain are presented. The models have been categorized into three main classes: phenomenological (empirical) models, intermediate (engineering) models and computational fluid dynamic (research) models. Each group of models is discussed separately. The general features of the models are discussed briefly. Examples of the heavy gas atmospheric dispersion models capable to treat the influence of non-flat and obstructed terrain on the heavy gas dispersion result from the work carried out in the European Union and in the US. No model simulating the heavy gas atmospheric dispersion over complex or obstructed terrain has been yet developed in Poland. The need for future work on the effects of complex and obstructed terrain on the heavy gas atmospheric dispersion is expressed. Future research in the area should include both experimental and modeling work. In the context of this paper future modeling work is worth considering in more detail. It seems that all the approaches to describe the heavy gas atmospheric dispersion over complex and obstructed terrain are worth further attention. This opinion is supported by the fact that these approaches are used in different types of heavy gas dispersion models, which in turn differ in applications. The simpler methods are introduced to the simpler heavy gas atmospheric dispersion models applied mainly in the routine calculations. The advanced techniques capable to describe the flow near complicated geometries are used in the sophisticated models applied mainly as a research tools.

PL

W artykule przedstawiono możliwości uwzględnienia w modelach rozprzestrzeniania się w atmosferze gazów cięższych od powietrza opisu wpływu topografii, budynków i przeszkód terenowych na rozprzestrzenianie się gazów cięższych od powietrza. Modele podzielono na trzy grupy i wyróżniono: modele fenomenologiczne (empiryczne), modele pośrednie (inżynierskie) i modele obliczeniowej dynamiki płynów (badawcze). Każdą grupę modeli scharakteryzowano oddzielnie. Zasadnicze cechy modeli przedstawiono skrótowo. Przytoczone przykłady modeli rozprzestrzeniania się w atmosferze gazów cięższych od powietrza, uwzględniające wpływ topografii, budynków i przeszkód terenowych na przemieszczanie się gazów cięższych od powietrza, są rezultatem prac prowadzonych w krajach Unii Europejskiej i Stanach Zjednoczonych. W Polsce jak dotąd nie opracowano takiego modelu. W artykule zwrócono uwagę na konieczność prowadzenia dalszych prac nad wpływem topografii, budynków i przeszkód na rozprzestrzeniane się gazów cięższych od powietrza w atmosferze. Przyszłe badania winny uwzględniać zarówno prace pomiarowe jak i matematyczne modelowanie. W kontekście tej publikacji warto bardziej dokładnie rozważyć prace nad modelami. Wydaje się, że wszystkie podejścia stosowane przy opisie rozprzestrzeniania się gazów cięższych od powietrza w terenie o skomplikowanej topografii, w pobliżu budynków i przeszkód terenowych warte są dalszej uwagi. Opinię tę popiera fakt, że różne podejścia są stosowane w różnych rodzajach modeli gazów cięższych od powietrza, które z kolei mają różne zastosowania. Prostsze metody są wprowadzane do prostszych modeli gazów cięższych od powietrza stosowanych głównie w rutynowych obliczeniach. Zaawansowane techniki zdolne do opisu przepływu w pobliżu skomplikowanych geometrycznie obiektów są używane w wyrafinowanych modelach stosowanych głównie jako narzędzia badawcze.

4

A preliminary investigation of boundary layer effects on daytime atmospheric CO2 concentrations at a mountaintop location in the Rocky Mountains

De Wekker S.F.J., Ameen A., Song G., Stephens B.B., Hallar A.G., McCubbin I.B.

Acta Geophysica

|

2009

|

Vol. 57, no. 4

904-922

EN

Observations of CO2 concentration at a mountaintop in the Colorado Rockies in summer show a large diurnal variability with minimum CO2 concentrations found between 10:00 and 18:00 MST. Simulations are performed with a mesoscale model to examine the effects of atmospheric structure and large-scale flows on the diurnal variability. In the simulations initialized without large-scale winds, the CO2 minimum occurs earlier compared to the observations. Upslope flows play an important role in the presence of this early (pre-noon) minimum while the timing and magnitude of the minimum depend only weakly on the temperature structure. An increase in large-scale flow has a noticeable impact on the diurnal variability with a more gradual decrease in daytime CO2 concentration, similar to summer-averaged observations. From the idealized simulations and a case study, it is concluded that multi-scale flows and their interactions have a large influence on the observed diurnal variability.

5

Boundary layer characteristics and turbulent exchange mechanisms in highly complex terrain

Rotach M., Andretta M., Calanca P., Weigel A., Weiss A.

Acta Geophysica

|

2008

|

Vol. 56, no. 1

194-219

EN

The Mesoscale Alpine Programme's Riviera project investigated the turbulence structure and related exchange processes in an Alpine valley by combining a detailed experimental campaign with high-resolution numerical modelling. The present contribution reviews published material on the Riviera Valley's boundary layer structure and discusses new material on the near-surface turbulence structure. The general conclusion of the project is that despite the large spatial variability of turbulence characteristics and the crucial influence of topography at all scales, the physical processes can accurately be understood and modelled. Nevertheless, many of the "text book characteristics" like the interaction between the valley and slope wind systems or the erosion of the nocturnal valley inversion need reconsideration, at least for small non-ideal valleys like the Riviera Valley. The project has identified new areas of research such as post-processing methods for turbulence variables in complex terrain and new approaches for the surface energy balance when advection is non-negligible. The exchange of moisture and heat between the valley atmosphere and the free troposphere is dominated by local "secondary" circulations due to the curvature of the valley axis. Because many curved valleys exist, and operational models still have rather poor resolution, parameterization of these processes may be required.