[發(fā)明專利]一種基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011105192.4
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112199907B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴建煒;陳日偉;侯福年;李超順;宋宇;劉懋霖;邊之豪;李永剛;李佰霖;王晶;吳聲群
• 申請（專利權(quán)）人: 烏江渡發(fā)電廠;華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

1.一種基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法，其特征在于：包括，

建立水電廠主廠房各層級洞室的三維模型，并對所述三維模型進行網(wǎng)格劃分和屬性設(shè)置；

前處理網(wǎng)格文件，利用離線或在線所測得的測點處各指標(biāo)數(shù)據(jù)對所述三維模型進行邊界條件設(shè)定；

模擬計算所述指標(biāo)數(shù)據(jù)，并選擇對應(yīng)方程組進行迭代計算直至符合收斂條件，輸出三維流場仿真模型；

通過后處理分析所述三維流場仿真模型，獲得速度場、溫度場和濕度場在空間各截面處的流場仿真結(jié)果，并通過所述流場仿真結(jié)果完成當(dāng)前工況下通風(fēng)效果的判斷；

其中，所述三維模型包括，根據(jù)所述水電廠的廠房設(shè)計圖紙，按照所述廠房整體尺寸、送風(fēng)口與排風(fēng)口尺寸、門廊尺寸以及發(fā)電機組尺寸進行三維建模，結(jié)構(gòu)包括發(fā)電機層、母線層、勵磁變層、水輪機層和蝸殼層；

所述網(wǎng)格劃分包括，采用ICEM-CFD軟件對所述三維模型進行網(wǎng)格劃分，所述廠房不同位置的網(wǎng)格參數(shù)遵循局部到整體的設(shè)置方式；

分別對所述送風(fēng)口和排風(fēng)口的區(qū)域進行網(wǎng)格劃分；設(shè)置網(wǎng)格最小大小為0.1m，最大網(wǎng)格為0.3m；

對發(fā)電機組附近流場變化較大的區(qū)域做網(wǎng)格加密處理；

而后將處理后網(wǎng)格整合合并成全局網(wǎng)格，進而得到主廠房各層級的網(wǎng)格模型；

所述指標(biāo)數(shù)據(jù)包括，

PM2.5濃度、送風(fēng)口風(fēng)速、溫度、濕度以及氧氣濃度；

所述邊界條件設(shè)定包括，

各層送風(fēng)口設(shè)定為“velocity-inlet”；

排風(fēng)口設(shè)定為“pressure-outlet”；

墻體輻射換熱的邊界類型中右側(cè)墻壁設(shè)置為“semi-transparent”；

進行完某季節(jié)的數(shù)據(jù)測試后，應(yīng)間隔一段時間在同種工況下再次測量，與fluent同地點仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進行對比，若對比誤差范圍超過±15％，則對該區(qū)域的網(wǎng)格進行加密處理；

所述流場仿真結(jié)果包括，

通過建立縱切、橫切截面獲得地下廠房的風(fēng)速矢量圖、溫度分布云圖、濕度分布云圖以及氧氣濃度變化云圖；設(shè)立距地面1.7m的橫切面,設(shè)立距地面11m高度處的橫切面.設(shè)立廠房中心線處的縱切面。

2.如權(quán)利要求1所述的基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法，其特征在于：所述屬性設(shè)置包括，

設(shè)置所述送風(fēng)口的屬性為速度入口，設(shè)置所述排風(fēng)口的屬性為靜壓出口，壓力值設(shè)定為一個大氣壓。

3.如權(quán)利要求2所述的基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法，其特征在于：所述前處理包括，

將網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent，進行單元、節(jié)點組集的建立。

4.如權(quán)利要求3所述的基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法，其特征在于：所述方程組包括，

在進行多指標(biāo)分析中，需考慮流體的換熱流動情況，并將廠房所傳遞的送風(fēng)視為不可壓縮流體，選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流雙方程模型進行迭代；

涉及速度場、濕度場和氧氣濃度需選擇多組分輸運方程。

5.如權(quán)利要求4所述的基于CFD的水電站地下廠房多指標(biāo)通風(fēng)效果的分析方法，其特征在于：所述收斂條件包括，

速度殘差值穩(wěn)定在10^-3，氧氣以及水分含量的殘差值穩(wěn)定在10^-7。