風場仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
風場仿真的實例教程
介紹
針對探測對象和探測方法進行了理論分析、數據仿真和試驗研究。
首先，從環境特點出發進行了探測體制的分析和激光雷達波段的選取，確定了相干探測體制；然后，研究了對飛機造成較大影響的幾種危害風場的分類，建立了風場的物理模型，并進行了數學仿真；最后，對外差探測方式進行了細致的研究，從提高外差探測系統信噪比的角度探測對比試驗，得到試驗結果與理論分析相一致。
激光多普勒測速原理
空氣中包含有大量的氣溶膠粒子和大氣分子團，它們對空間傳播的激光起到吸收和散射的作用。當后向散射的信號光有足夠的散射能量被探測系統接收到時，根據多普勒原理，后向散射信號相對于發射信號的頻率變化正比于探測目標在光束方向上的運動速度。
因此，只要測量出后向散射信號的頻移就可以計算回波光束徑向上的風速。按照一定的方式掃描某個范圍的空域，利用得到的所有風速數據，經過風場反演可以計算出整個風場的風矢量分布，
海洋風場仿真分析
利用計算流體力學（CFD）原理建立低空風切變模型，從風場的結構出發，把風切變場看作是不考慮溫度變化、無粘、無旋、不可壓的理想位流場，通過迭代計算得到理想風場演進形成的動態過程。計算域的幾何模型如圖1，合理的劃分計算域內網格，離散后的計算模型如圖2.
展開 AIWind（Artificial Intelligence Wind）是南京天洑軟件有限公司與中國華能集團合作開發的針對風場智能化布機的仿真軟件。其融合了先進的仿真技術與風能領域的專業知識，使工程師能方便快捷的進行微觀選址。AIWind既能夠實現對風電場的布機、仿真、結果查看等操作，又能根據所得出的仿真結果進行進一步優化，從而獲得效益更高的風機布局。
AIwind軟件界面
主要特性
1、靈活、友好的軟件界面
2、兼容WindSim數據格式
3、3D模型顯示
4、快速網格劃分
5、靈活的網格加密功能
6、多風速、多扇區的計算隊列管理
7、支持多風機布局
8、豐富的后處理功能
9、快速計算發電量結果
10、風機位置優化功能
主要模塊及功能
1、地形模塊
地形模塊用于顯示地形相關信息，用戶也可以很方便的在地面上添加森林和建筑物。
地形顯示
2、網格劃分模塊
網格劃分模塊可以根據用戶選定的計算域劃分網格并用于計算，用戶可以對網格進行加密。
網格顯示
3、求解模塊
求解模塊用于對風場進行CFD仿真計算， 它提供結果了專業的參數選項。
展開 03 神工坊?應用案例
基于swOpenFOAM的智慧風場平臺
某風電整機領域的頭部企業，為實現對風場風機發電量的實時精準評估，對風資源分析的分辨率提出了極高的要求，并需要開展大規模的仿真分析。然而，現有的硬件和軟件資源無法滿足現場高效運作的需求。
基于SimForge?平臺，該企業成功完成了仿真求解模塊的高性能改造及部署，整體性能得到顯著提升，提升了4.2倍。這一重要改進為風資源工程師提供了強大的支持，使他們能夠順利完成超過2000個風資源項目的設計和評估任務。
此外，該企業還依托超算平臺，自主研發了風功率預報系統——孔明。該系統已正式發布并推廣，憑借其卓越的性能和實用性，已成為行業內的標桿應用。
從保障結構安全、延長建筑壽命，到營造健康舒適環境、降低運營能耗，CAE建筑風環境仿真技術為建筑師與工程師提供了駕馭風場、實現“人-建筑-氣候”和諧共生的科學手段。在“雙碳”目標指引下，依托SimForge?高性能仿真云平臺，讓CAE仿真更高效地賦能綠色建筑規模化落地，提升宜居性與舒適度的同時，助力城市低碳轉型。
參考文獻：
[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. “十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃 [2022].[EB/OL].
[2] GB 50016-2023建筑設計環境準則[EB/OL].
[3] 海南省 綠色建筑設計規程（2023試行）.[EB/OL].
[4] 薛祖杰. 基于CFD的復雜超高層建筑雙向流固耦合研究[D]. 重慶大學,2012. DOI:10.7666/d.y2152722.
[5] 趙彬,林波榮,李先庭,等. 建筑群風環境的數值模擬仿真優化設計[J]. 城市規劃匯刊,2002(2):57-58,61.
展開 <sup>[1]</sup>在這一背景下，<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">建筑風環境仿真技術正成為優化人居環境、保障建筑安全的關鍵支撐。</strong>CAE風環境仿真技術，通過高精度數值模擬<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">還原真實風場與建筑的相互作用</strong>，為建筑可持續設計提供科學決策依據。
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<p class="ql-align-center"><img class="ztext-gif" width="640" role="presentation" src="https://pic1.zhimg.com/v2-4535bc19aaf1c155e5894f226a8af668_b.webp" data-thumbnail="https://pic1.zhimg.com/v2-4535bc19aaf1c155e5894f226a8af668
按照一定的方式掃描某個范圍的空域，利用得到的所有風速數據，經過風場反演可以計算出整個風場的風矢量分布，
海洋風場仿真分析
利用計算流體力學（CFD）原理建立低空風切變模型，從風場的結構出發，把風切變場看作是不考慮溫度變化、無粘、無旋、不可壓的理想位流場，通過迭代計算得到理想風場演進形成的動態過程。
地形顯示
5、風場分析模塊
風場分析模塊用于對風場仿真結果進行分析，包括云圖矢量圖等。
