[發明專利]一種基于網格無關致動線模型的風力機仿真方法及系統

在審

• 申請號: 202211074856.4
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115408958A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 江鵬;韓佳;趙傳凱;沙漫地;楊微;文茂詩
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/17;G06F113/06
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 徐璞

1.一種基于網格無關致動線模型的風力機仿真方法，其特征在于，包括：

構建攜帶有風電機組信息的初始化函數，并根據預設信息對所述風電機組信息進行初始化；

構建攜帶有變量信息的變量調整函數，并將基于仿真運行程序得到的變量值傳遞至所述變量調整函數中；

根據所述風電機組信息和所述變量信息，構建體積力源項函數；

根據所述體積力源項函數，基于葉素動量理論得到體積力；

將所述體積力傳遞至仿真進行程序，完成風力機的流場仿真。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建攜帶有風電機組信息的初始化函數，并根據預設信息對所述風電機組信息進行初始化步驟，包括：

定義多個容納風電機組信息的二維數組，所述風電機組信息包括風機參數、葉片信息和翼型信息；

根據預設信息對所述二維數組進行賦值，完成對風電機組信息的初始化。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述定義多個容納風電機組信息的二維數組，所述風電機組信息包括風機參數、葉片信息和翼型信息步驟，包括：

定義多個容納風機參數的二維數組，其中各風機參數的二維數組的行表征風電機組的編號，各風機參數的二維數組的列分別表征坐標、偏航角、仰角、槳距角、轉速；

定義多個容納葉片信息的二維數組，其中各葉片信息的二維數組的行表征葉片分段的編號，各葉片信息的二維數組的列表征葉片分段所使用的翼型信息；

定義多個容納翼型信息的二維數組，其中各翼型信息的二維數組的行表征不同的攻角，各翼型信息的二維數組的列表征不同攻角下的升力、阻力。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建攜帶有變量信息的變量調整函數，并將基于仿真運行程序得到的變量值傳遞至所述變量調整函數中步驟，包括：

構建變量調整函數，所述變量調整函數中定義有時間、風輪轉角兩個變量；

在仿真程序開始運行后，根據所述變量調整函數獲取當前仿真時間、轉速；

所述變量調整函數將所述仿真時間作為值傳遞至時間變量中；

所述變量調整函數基于所述仿真時間和轉速得到風輪轉角值傳遞至風輪轉角變量中。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述風電機組信息和所述變量信息，構建體積力源項函數步驟，包括：

構建體積力源項函數，所述體積力源項函數用于接收所述初始化函數和所述變量調整函數傳遞的風電機組信息和變量信息；

所述體積力源項函數并根據所述風電機組信息和所述變量信息，在流場域中構建一臺虛擬的風力機。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述體積力源項函數，基于葉素動量理論得到體積力步驟，包括：

對仿真進程的每一步迭代過程中，遍歷流場域中的所有單元，判斷當前時刻被遍歷的單元是否與風機葉片重合；

若重合，則當前時刻被遍歷的單元為葉素點，并獲取當前時刻被遍歷的單元處的風速；

根據葉素動量理論計算出所述當前時刻被遍歷的單元的升力和阻力；

將所述升力和所述阻力分解為全局坐標系中三個方向上的分力，各分力即構成體積力。

7.一種基于網格無關致動線模型的風力機仿真系統，其特征在于，包括數據構建模塊、體積力計算模塊和仿真建立模塊，其中：

所述數據構建模塊用于，構建攜帶有風電機組信息的初始化函數，并根據預設信息對所述風電機組信息進行初始化；構建攜帶有變量信息的變量調整函數，并將基于仿真運行程序得到的變量值傳遞至所述變量調整函數中；根據所述風電機組信息和所述變量信息，構建體積力源項函數；

所述體積力計算模塊用于，根據所述體積力源項函數，基于葉素動量理論得到體積力；

所述仿真建立模塊用于，將所述體積力傳遞至仿真進行程序，完成風力機的流場仿真。

8.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至6中任一項所述方法的步驟。

9.一種存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至6中任一項所述的方法的步驟。