wrfv2_fire/README.windturbine

   1 README for wind turbine drag parameterization schemes, added 20101220.  JM
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   3 *Compiling the code.* no different from normal
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   5 *Running the code.*  There are new variables added to the phys block of
   6 the namelist.input file.  The string valued variable windturbines_spec
   7 controls the overall operation of the scheme.  If it's set to "none"
   8 (quotes included) the wind turbine scheme is off.  If it's set to
   9 "ideal",  the turbine drag scheme is in idealized mode and other namelist
  10 variables in the block control the geometry and characteristics of the
  11 wind farm.  If it's set to the name of a file iin the run directory --
  12 for example, "windspec.in" -- then the scheme is on and the location and
  13 characteristics of each turbine is set individually from the contents of
  14 that file.  Which scheme is active will be controlled by another variable
  15 TBD (not yet implemented, since there's only one scheme right now).
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  17 *Idealized configuration.* If windturbines_spec is set to "ideal", the
  18 geometry and characteristics of the farm are controlled by the following
  19 additional variables in the phys block of the namelist.input file:
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  21  name        type     sample description
  22                       value
  23  turbgridid  integer   1     id of the WRF domain containing the farm
  24  hubheight   real     100.   height in meters of all turbine hubs in farm
  25  diameter    real     100.   diameter in meters of all turbine rotors in farm
  26  stdthrcoef  real     0.158  standing thrust coefficient of all turbines in farm
  27  cutinspeed  real     3.5    cut in speed (m/s) of all turbines in farm
  28  cutoutspeed real     30.    cut out speed (m/s) of all turbines in farm
  29  power       real     5.0    nominal power (MW) of all turbines in farm
  30  turbpercell real     1.0    number of turbines per grid cell
  31  ewfx        integer  10     x-extent of rectangular wind farm in grid cells
  32  ewfy        integer  10     y-extent of rectangular wind farm in grid cells
  33  pwfx        integer  45     x-coordinate of grid cell in sw corner of farm
  34  pwfy        integer  45     y-coordinate of grid cell in sw corner of farm
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  37 *Real-world configuration.*  The location and characteristics of each
  38 turbine is specified individually in the file named by the variable
  39 windturbines_spec.  Each line of the file specifies one turbine.
  40 The entries of a line are separated by spaces.  The entries are listed
  41 in order on the line and specify the following, by position on the line:
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  43      1. The WRF grid id into which the turbine is placed [integer]
  44      2. True latitude of the wind turbine in degrees   [real]
  45      3. True longitude of the wind turbine in degrees  [real]
  46      4. Height in meters of the turbine hub [real]
  47      5. Diameter in meters of the rotor     [real]
  48      6. Standing thrust coefficient         [real]
  49      7. Nominal power of turbine (MW)       [real]
  50      8. Cutin speed (m/s) [real]
  51      9. Cutout speed (m/s) [real]
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  53 The location of each turbine is specified using the lat and lon elements
  54 for the turbine's entry in the windspec file.  That is, the i,j index
  55 in the grid is computed from the true latitude (entry 2) and the true
  56 longitude (entry 3).  The coordinate in the j dimension is computed by
  57 checking true latitude against the LAT_V field in the wrfinput initial
  58 conditions file.  The i dimension is computed by checking the true
  59 longitude against LONG_U field in the wrfinput file.
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  61 *Pseudo-real configuration.*  This mode is only for testing the real-world
  62 specification mechanism.  The contents of the windspec.in file in the
  63 em_seabreeze2d_x directory contains a specification that is identical
  64 to the ideal specification shown above.  However, instead of true
  65 latitude and true longitude, elements 2 and 3 of each entry specify
  66 the i,j grid coordinates of the turbine.  The code knows to treat
  67 these as grid coordinates instead of latitude and longitude because
  68 for idealized WRF cases, the LAT and LONG fields in wrfinput files are
  69 set to all zero.  When the model reads a wrfinput file for an idealized
  70 case, it checks to see if the lat and lon fields of the case have data
  71 in them or if they are just zeros.  If they do not have data in them
  72 (just have zeros) fields 2 and 3 of the windspec file are treated as i,j
  73 coordinates are used.  A sample windspec file for a pseudo-real run is
  74 in test/em_seabreeze2d_x/windspec.in).
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  76 *Specific note for the Fitch scheme.*  The Fitch scheme is based on
  77 Blahak et al, 2010, of Wetter Jetzt GbR.  The specific implementation
  78 comes from Anna Fitch, Alok Gupta, and Idar Barstad at Uni Bergen,
  79 Norway.  It was added to this release of WRF by Jimy Dudhia, Joe Olson
  80 (NOAA), Julie Lundquist (U. Colorado/NREL), and John Michalakes (NREL).
  81 It works with the MYNN PBL and modifies the QKE field representing 2xTKE
  82 to include the TKE produced by wind turbines. QKE is advected as a part
  83 of the scalar 4D tracer array in WRF.
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