[發明專利]一種微地形風速預測方法有效
| 申請號： | 202010183136.6 | 申請日： | 2020-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN111563349B | 公開（公告）日： | 2022-06-14 |
| 發明（設計）人： | 蘭生;莊金康;原永濱 | 申請（專利權）人： | 福州大學 |
| 主分類號： | G06F30/28 | 分類號： | G06F30/28;G06F119/14;G06F113/08 |
| 代理公司： | 福州元創專利商標代理有限公司 35100 | 代理人： | 陳明鑫;蔡學俊 |
| 地址： | 350108 福建省福州市*** | 國省代碼： | 福建;35 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 地形 風速 預測 方法 | ||
本發明涉及一種微地形風速預測方法，包括以下步驟：步驟S1:通過solidworks建立待測微地形的理想模型;步驟S2:根據待測微地形的理想模型，確定計算流體力學的控制方程；步驟S3:在質量守恒跟動量守恒的條件下，添加湍流模型使控制方程封閉，進行計算流體力學的控制方程的求解，得到待測微地形湍流特性；步驟S4:設置不同的風向角，并設定對應的邊界條件；步驟S5:進行地形抬升型微地形參數的建模，并根據待測地形山脈高度H與山脈底部直徑D，得到不同風向角下的最大風速和加速比。本發明可以解決目前輸電線抗風設計不標準的問題。
技術領域
本發明涉及流體力學的環境技術領域，具體涉及一種微地形風速預測方法。
背景技術
福建省處于我國的東南沿海，平均每年有2～5個臺風在福建沿海登陸，對沿海輸電線路造成嚴重沖擊，比如倒塔、斷線，直接或間接造成巨大的經濟損失。災后分析原因表明，除了臺風風速遠超常規設計風速，微地形環境導致的局部地區風速突變也不容忽視。福建臺風與山地微地形共同影響下，可能引發桿塔破壞，從而威脅到電網的安全運行。線路沿線地貌復雜多變，氣流經過時，該地區地形、地貌將顯著改變近地流動風的風速、風壓和湍流結構，使得這些地區的風流場呈現與平坦地區較明顯的差異，造成風速和風壓的分布很不規則。目前基于氣象站的實測數據，不足以準確把握山地風場，各級氣象站一般位于地勢平坦的城鎮，氣象站周邊大量的建筑物對實測數據有一定影響，且常年氣象觀測數據遠低于山地輸電線路承受的極端情況，所以各級氣象站實測數據，不適合推廣應用至各類山地。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種微地形風速預測方法，可以解決目前輸電線抗風設計不標準的問題。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種微地形風速預測方法，包括以下步驟：
步驟S1:通過solidworks建立待測微地形的理想模型；
步驟S2:根據待測微地形的理想模型，確定計算流體力學的控制方程；
步驟S3:在質量守恒跟動量守恒的條件下，添加湍流模型使控制方程封閉，進行計算流體力學的控制方程的求解，得到待測微地形湍流特性；
步驟S4:設置不同的風向角，并設定對應的邊界條件；
步驟S5:進行地形抬升型微地形參數的建模，并根據待測地形山脈高度H與山脈底部直徑D，得到不同風向角下的最大風速和加速比。
進一步的，所述計算流體力學的控制方程具體為
質量守恒方程形式為：
式中：ρ為密度；t為時間；ui為速度張量；xi為坐標張量；
動量守恒方程在慣性坐標系下，i方向的動量守恒方程為：
式中：uj為速度張量；xj為坐標張量；ρgi為重力體積力，p為靜壓力；Fi為重力質量力和其他質量力；τij是應力張量，定義為：
式中：μ為流體粘性系數。
進一步的，所述湍流模型采用標準k-ε模型，具體如下：
湍動能k和耗散率ε的方程如下式:
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于福州大學，未經福州大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010183136.6/2.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
