權(quán)利要求書: 1.一種風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法包括:對(duì)所述風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理;
計(jì)算所述外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速;
對(duì)所述每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,得到模擬風(fēng)速云圖;
基于所述模擬風(fēng)速云圖,將所述外流場(chǎng)區(qū)域分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域;
基于所述模擬風(fēng)速云圖,獲取所述影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式;所述影響半徑為所述影響位置處與所述風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面半徑,所述位置距離為所述影響位置與所述風(fēng)機(jī)的距離;
獲取所述影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式;所述影響面積為所述影響位置處與所述風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面面積;
根據(jù)所述第一函數(shù)關(guān)系式和所述第二函數(shù)關(guān)系式,獲取所述影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系;
根據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件的實(shí)際風(fēng)速對(duì)應(yīng)的位置距離確定風(fēng)機(jī)間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述對(duì)所述風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理,包括:將所述外流場(chǎng)區(qū)域劃分為動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格;所述動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格包括轉(zhuǎn)子,所述靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格包括機(jī)塔;
對(duì)所述外流場(chǎng)區(qū)域中的預(yù)測(cè)影響區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述計(jì)算所述外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速,包括:對(duì)所述動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和所述靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行瞬態(tài)流場(chǎng)計(jì)算,當(dāng)多次計(jì)算結(jié)果的差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí),輸出穩(wěn)定的所述模擬風(fēng)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述將所述外流場(chǎng)區(qū)域劃分為動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格的步驟,包括:將所述風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域幾何模型轉(zhuǎn)換為三角面片格式,并將轉(zhuǎn)換后的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,以獲得關(guān)于所述風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,基于所述模擬風(fēng)速云圖,獲取所述影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式,包括:獲取所述影響區(qū)域和非影響區(qū)域交界處的多個(gè)邊界點(diǎn);
獲取所述邊界點(diǎn)的截面半徑和位置距離;
根據(jù)所述多個(gè)邊界點(diǎn)的截面半徑和位置距離,計(jì)算獲得所述第一函數(shù)關(guān)系式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述根據(jù)所述多個(gè)邊界點(diǎn)計(jì)算所述風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式的步驟,包括:采用最小二乘法擬合所述多個(gè)邊界點(diǎn),從而獲取所述風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述獲取所述風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式的步驟,包括:獲取所述風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的經(jīng)驗(yàn)公式;
根據(jù)所述經(jīng)驗(yàn)公式擬合所述多個(gè)邊界點(diǎn),從而獲取所述風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,其特征在于,所述獲取所述影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式的步驟,包括:獲取所述風(fēng)機(jī)處的流體速度以及所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子半徑;
將所述風(fēng)機(jī)處的流體速度以及所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子半徑代入所述第一函數(shù)關(guān)系式,以計(jì)算出所述尾流區(qū)域的流體速度與所述位置距離的第二函數(shù)關(guān)系式。
9.一種風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置,包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求
1?8中任一項(xiàng)所述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,其特征在于,所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法的步驟。
說明書: 風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請(qǐng)涉及風(fēng)機(jī)領(lǐng)域,特別是涉及一種風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。背景技術(shù)[0002] 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)風(fēng)電技術(shù)的要求不斷提升。在可利用風(fēng)能資源不變的情況下,如何提高風(fēng)能的利用效率是風(fēng)電行業(yè)面臨的巨大問題。[0003] 目前關(guān)于風(fēng)場(chǎng)間距的設(shè)置尚未有科學(xué)合理的設(shè)置方法或者規(guī)定,流體的數(shù)值模擬結(jié)果可以大致模擬計(jì)算出尾流效應(yīng)的區(qū)域范圍,受制于離散網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理過程冗余復(fù)雜的影響,工程應(yīng)用中數(shù)值結(jié)果往往僅作為參考,工程技術(shù)人員仍需要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)對(duì)間距進(jìn)行合理設(shè)置。此外,依據(jù)一系列假設(shè)推導(dǎo)得到的經(jīng)驗(yàn)公式法的參數(shù)設(shè)定依然有很大的隨機(jī)性,也需要由大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)來確定其參數(shù)值。以上情況皆不利于合理規(guī)劃出風(fēng)場(chǎng)間距,難以提高風(fēng)電組的發(fā)電效率。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N對(duì)風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),以解決現(xiàn)有技術(shù)中難以準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)機(jī)之間的最優(yōu)間距的問題。[0005] 為解決上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,所述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法包括:[0006] 對(duì)所述風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理;[0007] 計(jì)算所述外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速;[0008] 對(duì)所述每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,得到模擬風(fēng)速云圖;[0009] 基于所述模擬風(fēng)速云圖,將所述外流場(chǎng)區(qū)域分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域;[0010] 基于所述模擬風(fēng)速云圖,獲取所述影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式;所述影響半徑為所述影響位置處與所述風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面半徑,所述位置距離為所述影響位置與所述風(fēng)機(jī)的距離;[0011] 獲取所述影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式;所述影響面積為所述影響位置處與所述風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面面積;[0012] 根據(jù)所述第一函數(shù)關(guān)系式和所述第二函數(shù)關(guān)系式,獲取所述影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系;[0013] 根據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件的實(shí)際風(fēng)速對(duì)應(yīng)的位置距離確定風(fēng)機(jī)間距。[0014] 為解決上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置,包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序,處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法的步驟。[0015] 為解決上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法的步驟。[0016] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù),本申請(qǐng)的有益效果在于:風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置對(duì)風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理;計(jì)算外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速;對(duì)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,得到模擬風(fēng)速云圖;基于模擬風(fēng)速云圖,將外流場(chǎng)區(qū)域分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域,并獲取影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式;獲取影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式;根據(jù)第一函數(shù)關(guān)系式和第二函數(shù)關(guān)系式,獲取影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系;根據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件的實(shí)際風(fēng)速對(duì)應(yīng)的位置距離確定風(fēng)機(jī)間距。本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法可準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)機(jī)之間的最優(yōu)間距。附圖說明[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0018] 圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第一實(shí)施例的流程示意圖;[0019] 圖2是圖1所示實(shí)施例中網(wǎng)格化處理后的風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)區(qū)域的示意圖;[0020] 圖3是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第二實(shí)施例的流程示意圖;[0021] 圖4是圖3所示實(shí)施例中界面網(wǎng)格的示意圖;[0022] 圖5是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第三實(shí)施例的流程示意圖;[0023] 圖6是圖5所示實(shí)施例中模擬的風(fēng)速云圖的示意圖;[0024] 圖7是圖5所示實(shí)施例中風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的擬合關(guān)系示意圖;[0025] 圖8是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第四實(shí)施例的流程示意圖;[0026] 圖9是圖8所示實(shí)施例中影響位置的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的擬合關(guān)系示意圖;[0027] 圖10是圖1所示實(shí)施例中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系示意圖。[0028] 圖11是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;[0029] 圖12是本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠?jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式[0030] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0031] 風(fēng)能的整體利用效率與風(fēng)電場(chǎng)位置選擇、風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)以及風(fēng)電機(jī)安裝位置等因素息息相關(guān)。由于大風(fēng)場(chǎng)中各風(fēng)機(jī)之間的間隔排布是影響整體風(fēng)電發(fā)電組輸出功率的關(guān)鍵因素。氣體流過風(fēng)機(jī)時(shí)往往會(huì)發(fā)生擾流和分離,并產(chǎn)生周期性的渦街現(xiàn)象,也稱為尾流效應(yīng)。位于尾流處的氣體速度方向會(huì)發(fā)生不斷隨機(jī)變化,能量耗散嚴(yán)重,因此尾流效應(yīng)嚴(yán)重降低了后面風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化率,導(dǎo)致整體風(fēng)機(jī)組的輸出效率不高。[0032] 目前風(fēng)電場(chǎng)的間距設(shè)置主要由工程技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)完成設(shè)計(jì),工程技術(shù)人員主要利用多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)獲得的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到大致合適的距離。一方面,經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算需要大量歷史測(cè)量數(shù)據(jù)來支撐;另一方面,經(jīng)驗(yàn)公式不具備可擴(kuò)展性。不同的氣候條件和地理環(huán)境因素都會(huì)改變公式的參數(shù),從而影響公式的準(zhǔn)確性。此外,采用流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法雖然能準(zhǔn)確計(jì)算出風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)的流動(dòng)工況,然而受制于離散網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理冗余復(fù)雜等因素的影響,很難直接指導(dǎo)工程實(shí)際生產(chǎn)。[0033] 因此,為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題,本申請(qǐng)將大規(guī)模數(shù)值模擬計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)分析公式相結(jié)合,可以在沒有大量歷史測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下,采用大規(guī)模數(shù)值模擬的方法獲得某風(fēng)電場(chǎng)地區(qū)的大量模擬數(shù)據(jù),從而擬合得到設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式,從而盡可能精確地找到尾流效應(yīng)較小的臨界風(fēng)機(jī)間距,從而提高風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電效率,本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法具有廣泛的應(yīng)用前景。[0034] 具體請(qǐng)參閱圖1,圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第一實(shí)施例的流程示意圖,本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法應(yīng)用于一種風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置,風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置可以為例如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、電腦或者可穿戴設(shè)備等終端設(shè)備,在下述實(shí)施例的描述中,統(tǒng)一使用優(yōu)化裝置進(jìn)行風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法的描述。[0035] 如圖1所示,本實(shí)施例的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法具體包括以下步驟:[0036] S101:對(duì)風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理。[0037] 其中,優(yōu)化裝置獲取風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的風(fēng)機(jī)模型,并將風(fēng)機(jī)模型導(dǎo)入風(fēng)格生成軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,具體請(qǐng)參閱圖2。圖2中,區(qū)域1為風(fēng)機(jī)模型在網(wǎng)格上的體現(xiàn),區(qū)域2為風(fēng)機(jī)產(chǎn)生尾流效應(yīng)區(qū)在網(wǎng)格上的體現(xiàn)。在本實(shí)施例中,優(yōu)化裝置可以設(shè)置外流場(chǎng)網(wǎng)格總體尺寸為1600m×1140m×650m,也可以設(shè)置其他網(wǎng)格尺寸,在此不再贅述。優(yōu)化裝置在外流場(chǎng)網(wǎng)格中生成風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域模型后,進(jìn)一步將外流場(chǎng)區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化,具體請(qǐng)參閱圖3的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第二實(shí)施例的流程示意圖。
[0038] S1011:將風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域幾何模型轉(zhuǎn)換為三角面片格式。[0039] 具體地,優(yōu)化裝置首先將風(fēng)機(jī)的幾何模型的原始格式轉(zhuǎn)換為三角面片格式文件格式,然后將三角面片格式的幾何模型導(dǎo)入網(wǎng)格生成軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分。具體請(qǐng)參閱圖4,圖4是本實(shí)施例中界面網(wǎng)格的示意圖。[0040] S1012:將轉(zhuǎn)換后的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,以獲得關(guān)于風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格。[0041] 其中,優(yōu)化裝置將轉(zhuǎn)換后的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分的步驟包括:在對(duì)外流場(chǎng)進(jìn)行模擬時(shí),首先將外流場(chǎng)模擬成一個(gè)圓柱體,然后對(duì)該圓柱體中各個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行模擬計(jì)算。由于風(fēng)機(jī)包括機(jī)塔和轉(zhuǎn)子,機(jī)塔為靜態(tài),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)塔上,為動(dòng)態(tài)。在進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬時(shí),風(fēng)機(jī)中動(dòng)靜兩個(gè)狀態(tài)的元件對(duì)外流場(chǎng)的影響無法采用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型來表示,相應(yīng)的計(jì)算也很復(fù)雜,因此,本實(shí)施例中將模擬外流場(chǎng)的計(jì)算區(qū)域劃分為靜態(tài)計(jì)算區(qū)域和動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)域。其中,靜態(tài)計(jì)算區(qū)域?qū)?yīng)靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格,動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)域?qū)?yīng)動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格。[0042] 其中,動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格包括轉(zhuǎn)子,靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格包括機(jī)塔。[0043] S1013:對(duì)外流場(chǎng)區(qū)域中的預(yù)測(cè)影響區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化處理。[0044] 其中,優(yōu)化裝置進(jìn)一步細(xì)化外流場(chǎng)區(qū)域中的預(yù)測(cè)影響區(qū)域,設(shè)置動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格的旋轉(zhuǎn)速度為2rad/s,以及設(shè)置轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向?yàn)橥饬鲌?chǎng)區(qū)域坐標(biāo)系的Y軸方向。同時(shí),優(yōu)化裝置對(duì)動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格的交界面處設(shè)置邊界條件為自由滑移交互界面。此外,其他的邊界面也可以一同設(shè)置。[0045] 本實(shí)施例中,優(yōu)化裝置采用自由交互界面技術(shù)區(qū)分靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格,保證數(shù)值仿真計(jì)算模型能準(zhǔn)確地模擬出流體經(jīng)過風(fēng)機(jī)后產(chǎn)生的尾跡效應(yīng),保證后續(xù)計(jì)算結(jié)果的有效性。[0046] S102:計(jì)算外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速。[0047] 其中,優(yōu)化裝置利用流體力學(xué)計(jì)算軟件對(duì)動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)格和靜態(tài)計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行瞬態(tài)流場(chǎng)計(jì)算,當(dāng)多次計(jì)算結(jié)果的差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí),輸出穩(wěn)定的模擬風(fēng)速。進(jìn)一步地,為了保證風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域已經(jīng)達(dá)到完全穩(wěn)定,優(yōu)化裝置可以設(shè)置瞬態(tài)流場(chǎng)計(jì)算時(shí)間為1000s,同時(shí)設(shè)置每隔10s輸出瞬態(tài)流場(chǎng)計(jì)算的計(jì)算結(jié)果一次。由此,可以通過計(jì)算多組計(jì)算結(jié)果的比較,控制計(jì)算結(jié)果的差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),保證輸出穩(wěn)定的模擬風(fēng)速的準(zhǔn)確性。[0048] S103:對(duì)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,得到模擬風(fēng)速云圖。[0049] 其中,優(yōu)化裝置利用可視化軟件對(duì)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,從而得到顯示平均速度的模擬風(fēng)速云圖,如圖6所示。[0050] S104:基于模擬風(fēng)速云圖,將外流場(chǎng)區(qū)域分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域。[0051] 其中,優(yōu)化裝置可以根據(jù)圖6中的模擬風(fēng)速云圖中的速度值大小將外流場(chǎng)區(qū)域劃分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域。具體地,風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域在模擬風(fēng)速云圖中的速度值差異顯示為云圖中顏色的差距。當(dāng)相鄰區(qū)域的顏色差距大于預(yù)設(shè)色度差時(shí),優(yōu)化裝置可以將此相鄰區(qū)域的界限作為劃分影響區(qū)域和非影響區(qū)域的界限,以區(qū)分影響區(qū)域和非影響區(qū)域。[0052] S105:基于模擬風(fēng)速云圖,獲取影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式;影響半徑為影響位置處于風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面半徑,位置距離為影響位置與風(fēng)機(jī)的距離。[0053] 其中,優(yōu)化裝置對(duì)模擬風(fēng)速云圖的影響區(qū)域進(jìn)行計(jì)算,以轉(zhuǎn)子處為原點(diǎn),獲取影響區(qū)域與非影響區(qū)域之間足夠多的邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值,即圖6中的點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3...等一系列的邊界點(diǎn)。邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值中至少包括該點(diǎn)與轉(zhuǎn)子位置的水平距離,以及該點(diǎn)到Y(jié)軸,即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸位置的垂直距離,也可以視為影響半徑。[0054] 進(jìn)一步地,優(yōu)化裝置根據(jù)多個(gè)邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值擬合出影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式。具體請(qǐng)參閱圖5的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第三實(shí)施例的流程示意圖。[0055] S1051:獲取影響區(qū)域和非影響區(qū)域交界處的多個(gè)邊界點(diǎn)。[0056] 具體地,優(yōu)化裝置記錄以上選取的邊界點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在本實(shí)施例中,由于圖6為二維切片圖,優(yōu)化裝置只需要記錄邊界點(diǎn)的y坐標(biāo)和z坐標(biāo)。[0057] S1052:獲取邊界點(diǎn)的界面半徑和位置距離。[0058] 其中,邊界點(diǎn)的y坐標(biāo)的絕對(duì)值即與轉(zhuǎn)子的位置距離,邊界點(diǎn)的z坐標(biāo)的絕對(duì)值即邊界點(diǎn)的界面半徑。[0059] S1053:采用最小二乘法擬合多個(gè)邊界點(diǎn)的界面半徑和位置距離,從而獲取風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式。[0060] 其中,優(yōu)化裝置采用最小二乘法擬合多個(gè)邊界點(diǎn)的界面半徑和位置距離,得到關(guān)于y和z的函數(shù)關(guān)系式z=f(y),其中,z值即為尾流區(qū)域的影響半徑R。[0061] 具體地,優(yōu)化裝置可以首先獲取風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的經(jīng)1/3
驗(yàn)公式,即R∝y ;然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式擬合多個(gè)邊界點(diǎn),擬合結(jié)果請(qǐng)參見圖7,從而獲取風(fēng)機(jī)外流場(chǎng)模型的尾流區(qū)域半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式:
[0062] R=18.016y0.33+134.75[0063] S106:獲取影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式;影響面積為影響位置處于風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面面積。[0064] 其中,優(yōu)化裝置進(jìn)一步獲取影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式,其中,影響面積為影響位置處于風(fēng)機(jī)平行的影響區(qū)域的截面面積。具體計(jì)算過程請(qǐng)參閱圖8的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法第四實(shí)施例的流程示意圖。[0065] S1061:獲取風(fēng)機(jī)處的流體速度以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子半徑。[0066] 具體地,優(yōu)化裝置獲取風(fēng)機(jī)處的流體速度,即來流速度,以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子半徑。[0067] S1062:將風(fēng)機(jī)處的流體速度以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子半徑代入第一函數(shù)關(guān)系式,以計(jì)算出尾流區(qū)域的流體速度與位置距離的第二函數(shù)關(guān)系式。[0068] S107:根據(jù)第一函數(shù)關(guān)系式和第二函數(shù)關(guān)系式,獲取影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系。[0069] 其中,優(yōu)化裝置通過記錄不同位置y處的平均流體速度作為經(jīng)驗(yàn)公式的最小二乘擬合觀測(cè)點(diǎn),從而得到的影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式為:[0070][0071] 其中,U/U0中U0為來流速度,U為尾流區(qū)域位置為y處的流體速度,A0為尾流距離風(fēng)電機(jī)為零時(shí)的尾流截面積(與風(fēng)電機(jī)葉片掃過圓的截面積相近)。A(y)為距離y處的尾流效應(yīng)截面積,由上述第一函數(shù)關(guān)系式計(jì)算得到。由公式知,U/U0與 成線性關(guān)系,通過圖9中的經(jīng)驗(yàn)公式擬合參數(shù)數(shù)據(jù)圖擬合得到參數(shù)β=0.54877。如圖10所示,此時(shí)得到經(jīng)驗(yàn)公式為:[0072][0073] S108:根據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件的實(shí)際風(fēng)速對(duì)應(yīng)的位置距離確定風(fēng)機(jī)間距。[0074] 其中,優(yōu)化裝置根據(jù)上述影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算當(dāng)U/U0趨向極限時(shí)的y的值。[0075] 例如,如果假設(shè)認(rèn)為當(dāng)來流速度恢復(fù)至原來速度20m/s的80%時(shí),工程上可認(rèn)為尾流效應(yīng)可以忽略時(shí),即U/U0=0.8,此時(shí)解得方程的解為299.74m作為最優(yōu)間距,即風(fēng)機(jī)之間的間距至少為300m。如果提高要求,假設(shè)當(dāng)來流速度需要恢復(fù)至原速度的90%才可以認(rèn)為幾乎無尾流效應(yīng)影響,則得到風(fēng)機(jī)之間的最優(yōu)間距至少為2049.94m。[0076] 本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法充分結(jié)合了數(shù)值計(jì)算模型與解析計(jì)算公式。數(shù)值模型的尾流效應(yīng)計(jì)算的結(jié)果直觀,經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式應(yīng)用方便,該方法實(shí)際上綜合了可靠數(shù)值計(jì)算結(jié)果并將其應(yīng)用到經(jīng)驗(yàn)公式的參數(shù)選擇中。一方面能大量減少實(shí)施實(shí)驗(yàn)收集風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的次數(shù),節(jié)約金錢和時(shí)間成本;另一方面能夠根據(jù)風(fēng)機(jī)型號(hào)的不同、風(fēng)場(chǎng)位置及氣候平均風(fēng)速的不同等條件變化迅速進(jìn)行數(shù)值模型修改從新獲得相關(guān)參數(shù)。因此,本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法具有很高的使用靈活性,利于工程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn),避免再次實(shí)驗(yàn)測(cè)量風(fēng)場(chǎng)不同位置的風(fēng)速的重復(fù)工作量和時(shí)間浪費(fèi)。在盡可能優(yōu)化風(fēng)機(jī)輸出效率的情況下滿足設(shè)計(jì)方案完成修改的時(shí)效性和科學(xué)性,本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。[0077] 在本實(shí)施例中,風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置對(duì)風(fēng)機(jī)的外流場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理;計(jì)算外流場(chǎng)區(qū)域中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速;對(duì)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的模擬風(fēng)速進(jìn)行可視化處理,得到模擬風(fēng)速云圖;基于模擬風(fēng)速云圖,將外流場(chǎng)區(qū)域分為影響區(qū)域和非影響區(qū)域,并獲取影響區(qū)域中影響位置處的影響半徑與位置距離的第一函數(shù)關(guān)系式;獲取影響位置處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速,以及風(fēng)機(jī)處的影響面積與實(shí)際風(fēng)速的第二函數(shù)關(guān)系式;根據(jù)第一函數(shù)關(guān)系式和第二函數(shù)關(guān)系式,獲取影響區(qū)域中影響位置處的實(shí)際風(fēng)速與位置距離的關(guān)系;根據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件的實(shí)際風(fēng)速對(duì)應(yīng)的位置距離確定風(fēng)機(jī)間距。本申請(qǐng)的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法可準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)機(jī)之間的最優(yōu)間距。[0078] 為了實(shí)現(xiàn)上述風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,本申請(qǐng)還提供了一種風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法,具體請(qǐng)參閱圖11,圖11是本申請(qǐng)?zhí)峁┑娘L(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0079] 如圖11所示,本實(shí)施例的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化裝置200包括處理器21、存儲(chǔ)器22、輸入輸出設(shè)備23以及總線24。[0080] 該處理器21、存儲(chǔ)器22、輸入輸出設(shè)備23分別與總線24相連,該存儲(chǔ)器22中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,處理器21用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法。[0081] 在本實(shí)施例中,處理器21還可以稱為CPU(CentralProcessingUnit,中央處理單元)。處理器21可能是一種集成電路
芯片,具有信號(hào)的處理能力。處理器21還可以是通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或者其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。通用處理器可以是微處理器或者該處理器21也可以是任何常規(guī)的處理器等。[0082] 本申請(qǐng)還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),如圖12所示,計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)300用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序31,計(jì)算機(jī)程序31在被處理器執(zhí)行時(shí),用以實(shí)現(xiàn)如本申請(qǐng)風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法實(shí)施例中所述的方法。[0083] 本申請(qǐng)風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法實(shí)施例中所涉及到的方法,在實(shí)現(xiàn)時(shí)以軟件功能單元的形式存在并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在裝置中,例如一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)?;谶@樣的理解,本申請(qǐng)的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read?OnlyMemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0084] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
聲明:
“風(fēng)機(jī)間距優(yōu)化方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)