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Improvement of the initialization of the WEST wind ressource software for mountainous region in cold climates

Pham, Philippe (2013). Improvement of the initialization of the WEST wind ressource software for mountainous region in cold climates. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

This study aims to improve the WEST software for wind resource assessment purposes, and obtain better simulated results of the wind for the mountainous region of Whitehorse. It was found that the model overestimated the wind speeds, and Pinard et al. (2009) suggested several improvements and modifications to the model, where some of these modifications were considered and implemented in this study. The first suggestion was the introduction of the Froude number and correction factors in the classification scheme. The Froude number was successful in capturing stable climate states and thermal stratification. The correction factors were able to modify the frequency of certain climate states to match the frequency of their occurrence as seen in the observations through Radiosondes. These stable climate states would reduce the speed of the wind, and mean difference of the simulation with respect to the wind stations, would go from 0.8 m/s to 0.1 m/s. The second suggestion was to raise the initial reference topography to a level appropriate to the region, in order to attenuate the spurious cliffs seen around the domain. It was shown that these cliffs would affect the flow and cause an outflow of the wind. By implementing this modification, the modeled wind speeds were further reduced. The third suggestion did not aim to reduce the wind speeds, but to correct the simulated wind directions that were found to be erroneous in previous studies. A modification to the code during the initialization of the model was implemented, where the data levels below the terrain for initialization profiles were replaced by extrapolated values from values at higher levels. This correction provided a minimal change to the simulation of this study; however it was able to correct the directions when applied to the simulations presented in past studies using a different set of climate states. These results show that a reduction of the simulated wind speeds for the region of Whitehorse was achieved, and it was possible to correct the wind directions if needed.

Titre traduit

Amélioration de l'initialisation du logiciel WEST en saison froide pour les régions montagneuses

Résumé traduit

Cette recherche vise à améliorer l'initialisation du logiciel WEST qui est utilisé pour cartographier le potentiel éolien. Il a été démontré dans Pinard, Benoit et al. (2009) que WEST ne reproduisait pas correctement la climatologie du vent dans le Yukon et la stratification thermique du Yukon durant les saisons froides n'était pas bien représentée. Cela entraînait les prédictions des vents dans la couche limite à être trop grandes. La première modification introduit le nombre de Froude, un nouveau critère de classification qui prendra en considération la stratification thermique, et des facteurs de correction. Les expériences démontrent que le nombre de Froude réussit à capturer les stratifications thermiques, et les facteurs de correction ont été capables de modifier la fréquence des états climatique en se basant sur les données des Radiosondes, ce qui a permis d’obtenir des vitesses de vent réduites. Les differences moyennes avec les observations passent de 0.8 m/s à 0.1 m/s. La deuxième modification augmente le niveau du plan initial à un niveau approprié à la région modélisée afin de minimiser les pentes fortes tout autour du domaine. Ce changement a permis de réduire davantage les vitesses des vents. La troisième modification vise à modifier les directions des vents modélisées en utilisant les profils de vent à un niveau plus élevé et en interpolant vers les niveaux plus bas avec le principe du vent thermique. Les corrections des vents ont été minimes, mais dépendant des expériences, les directions du vent ont pu être corrigées. Les résultats de cette recherche démontrent une réduction des vitesses originalement surestimées pour la région de Whitehorse, et qu’il est possible de corriger les directions des vents lorsque nécessaire.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis M. Eng presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement of requirements for the degree of master’s of engineering" Bibliogr. : f. [137]-139.
Mots-clés libres: Génie logiciel. Processus éoliens. Climatologie – Yukon - Whitehorse. Régions montagneuses. Hiver. cartographie, froude, initialisation, MESO-échelle, modèle, potentiel, WEST
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Benoit, Robert
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Masson, Christian
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 17 avr. 2013 19:10
Dernière modification: 10 mars 2017 20:47
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1156

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