Abstract

It is impossible to organize wind energy systems without studying of wind speed regime at the surface layer of the atmosphere within a specific area and at climatic scales. Such studies are often accompanied by approximations of probabilities of wind speed performed in the form of normal law of a system of random values presented by a zonal u and a meridional u which are components of a wind speed vector. It is suggested that, for the purposes of wind energy, display of a wind speed vector in polar coordinates (r, α) where r is a module of wind speed and α is a polar angle appears to be more preferable. The article shows a transform from a normal law of distribution of probabilities with density f(u,u) to a normal law distribution with density f(r,α) completed by means of functional transformation with elliptic dispersion in place. Based on a normal law of distribution f(r,α) and through integration with respect to corresponding variables individual distributions of probabilities f(r) and f(α) as well as conditional distributions of probabilities f(r/α) and f(α/r) were obtained in the areas of their existence. The article shows individual distributions in case of circular and elliptic dispersion of a wind speed vector. It shows that an individual distribution of a wind speed probability in case of circular dispersion and in the absence of correlated dependence turns into the Rayleigh's distribution and a conditional distribution of a polar angle degenerates in an even distribution. The cases of distributions with dispersions of a wind speed module having elliptic properties subject to availability of correlated connection between wind speed components were also studied. Calculation of probabilities of a polar angle being within different sections of the area 0≤α≤2π with set values of a wind speed module also took place. Numerical experiments proved the advantage of such modeling of distributions of wind speed vector.

Highlights

  • В статье путем функционального преобразования осуществляется переход от нормального закона распределения зональной и меридиональной компонент вектора скорости ветра к нормальному закону распределения ее модуля и полярного угла

  • В ней основным постулатом является гипотеза о круговом нормальном распределении зональной u и меридиональной составляющих вектора скорости ветра

  • It shows that an individual distribution of a wind speed probability

Read more

Summary

НОРМАЛЬНЫЙ ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕКТОРА СКОРОСТИ ВЕТРА В ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТАХ

В статье путем функционального преобразования осуществляется переход от нормального закона распределения зональной и меридиональной компонент вектора скорости ветра к нормальному закону распределения ее модуля и полярного угла. В ней основным постулатом является гипотеза о круговом нормальном распределении зональной u и меридиональной составляющих вектора скорости ветра. Гипотеза о круговом нормальном распределении составляющих скорости ветра является исходной и в других работах [8, 9, 11], посвященных указанной проблеме. Гипотеза о нормальном распределении компонент вектора скорости ветра может быть принятой и в ряде районов территории Украины. В этом случае центр эллипса находится в начале координат xOy , а оси его симметрии совпадают с направлением осей Ox и Oy. Свойства нормального закона распределения системы случайных величин достаточно полно описаны в работах [12,13,14,15,16]. В случае, когда система случайных величин {x1, x2} имеет непрерывное распределение, то на основе соотношения (5) получим [16]

Вероятностные характеристики скорости ветра
As y
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
NORMAL LAW OF DISTRIBUTION OF WIND VELOCITY VECTOR IN POLAR COORDINATES
НОРМАЛЬНИЙ ЗАКОН РОЗПОДІЛУ ВЕКТОРА ШВИДКОСТІ У ПОЛЯРНИХ КООРДИНАТАХ
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call