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摘要：我们使用具有瑞利摩擦的双层线性动力学模型研究了重力波 (GW)、风电场形状和风向对风电场效率和相互作用的影响。使用了五个综合诊断量：总风差、涡度一阶矩、涡轮机功、扰动动能和垂直能量通量。涡轮机阻力对大气所做的功与扰动动能的耗散相平衡。提出了一种基于“涡轮机功”的风电场效率新定义。虽然重力波不会改变总风差或涡度模式，但它们会改变风差的空间模式，通常会降低风电场的效率。重力波会减缓逆风向的风速，并减少对附近下游风电场的尾流影响。重力波还会将部分扰动能量向上传播到高层大气中。我们将这些想法应用到新英格兰海岸拟建的 45 平方公里（15 平方公里）风能区。这些风力发电场彼此接近，因此风力发电机在风力发电场互动中发挥着重要作用，尤其是在冬季西北风吹拂时。控制方程是直接求解的，并使用快速傅里叶变换 (FFT) 求解。线性 FFT 模型的计算速度表明，它未来可用于优化这些风力发电场和其他风力发电场的设计和日常运营。
风电场效率和相互作用的线性理论
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