風(fēng)場(chǎng)仿真的案例
【仿真研究】海洋風(fēng)場(chǎng)仿真及探測(cè)方法研究
介紹
針對(duì)探測(cè)對(duì)象和探測(cè)方法進(jìn)行了理論分析、數(shù)據(jù)仿真和試驗(yàn)研究。
首先，從環(huán)境特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行了探測(cè)體制的分析和激光雷達(dá)波段的選取，確定了相干探測(cè)體制；然后，研究了對(duì)飛機(jī)造成較大影響的幾種危害風(fēng)場(chǎng)的分類，建立了風(fēng)場(chǎng)的物理模型，并進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真；最后，對(duì)外差探測(cè)方式進(jìn)行了細(xì)致的研究，從提高外差探測(cè)系統(tǒng)信噪比的角度探測(cè)對(duì)比試驗(yàn)，得到試驗(yàn)結(jié)果與理論分析相一致。
激光多普勒測(cè)速原理
空氣中包含有大量的氣溶膠粒子和大氣分子團(tuán)，它們對(duì)空間傳播的激光起到吸收和散射的作用。當(dāng)后向散射的信號(hào)光有足夠的散射能量被探測(cè)系統(tǒng)接收到時(shí)，根據(jù)多普勒原理，后向散射信號(hào)相對(duì)于發(fā)射信號(hào)的頻率變化正比于探測(cè)目標(biāo)在光束方向上的運(yùn)動(dòng)速度。
因此，只要測(cè)量出后向散射信號(hào)的頻移就可以計(jì)算回波光束徑向上的風(fēng)速。按照一定的方式掃描某個(gè)范圍的空域，利用得到的所有風(fēng)速數(shù)據(jù)，經(jīng)過風(fēng)場(chǎng)反演可以計(jì)算出整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)矢量分布，
海洋風(fēng)場(chǎng)仿真分析
利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）原理建立低空風(fēng)切變模型，從風(fēng)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，把風(fēng)切變場(chǎng)看作是不考慮溫度變化、無粘、無旋、不可壓的理想位流場(chǎng)，通過迭代計(jì)算得到理想風(fēng)場(chǎng)演進(jìn)形成的動(dòng)態(tài)過程。計(jì)算域的幾何模型如圖1，合理的劃分計(jì)算域內(nèi)網(wǎng)格，離散后的計(jì)算模型如圖2.
展開 AIWind —— 智能化風(fēng)場(chǎng)布機(jī)仿真軟件
AIWind（Artificial Intelligence Wind）是南京天洑軟件有限公司與中國華能集團(tuán)合作開發(fā)的針對(duì)風(fēng)場(chǎng)智能化布機(jī)的仿真軟件。其融合了先進(jìn)的仿真技術(shù)與風(fēng)能領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，使工程師能方便快捷的進(jìn)行微觀選址。AIWind既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的布機(jī)、仿真、結(jié)果查看等操作，又能根據(jù)所得出的仿真結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，從而獲得效益更高的風(fēng)機(jī)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(shù)據(jù)格式
3、3D模型顯示
4、快速網(wǎng)格劃分
5、靈活的網(wǎng)格加密功能
6、多風(fēng)速、多扇區(qū)的計(jì)算隊(duì)列管理
7、支持多風(fēng)機(jī)布局
8、豐富的后處理功能
9、快速計(jì)算發(fā)電量結(jié)果
10、風(fēng)機(jī)位置優(yōu)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(guān)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(wǎng)格劃分模塊
網(wǎng)格劃分模塊可以根據(jù)用戶選定的計(jì)算域劃分網(wǎng)格并用于計(jì)算，用戶可以對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行加密。
網(wǎng)格顯示
3、求解模塊
求解模塊用于對(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行CFD仿真計(jì)算， 它提供結(jié)果了專業(yè)的參數(shù)選項(xiàng)。
展開 仿真科普｜駕馭風(fēng)場(chǎng)，筑風(fēng)為友：CAE風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)驅(qū)動(dòng)建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)
03 神工坊?應(yīng)用案例
基于swOpenFOAM的智慧風(fēng)場(chǎng)平臺(tái)
某風(fēng)電整機(jī)領(lǐng)域的頭部企業(yè)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)發(fā)電量的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)評(píng)估，對(duì)風(fēng)資源分析的分辨率提出了極高的要求，并需要開展大規(guī)模的仿真分析。然而，現(xiàn)有的硬件和軟件資源無法滿足現(xiàn)場(chǎng)高效運(yùn)作的需求。
基于SimForge?平臺(tái)，該企業(yè)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(jìn)為風(fēng)資源工程師提供了強(qiáng)大的支持，使他們能夠順利完成超過2000個(gè)風(fēng)資源項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和評(píng)估任務(wù)。
此外，該企業(yè)還依托超算平臺(tái)，自主研發(fā)了風(fēng)功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)——孔明。該系統(tǒng)已正式發(fā)布并推廣，憑借其卓越的性能和實(shí)用性，已成為行業(yè)內(nèi)的標(biāo)桿應(yīng)用。
從保障結(jié)構(gòu)安全、延長建筑壽命，到營造健康舒適環(huán)境、降低運(yùn)營能耗，CAE建筑風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)為建筑師與工程師提供了駕馭風(fēng)場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)“人-建筑-氣候”和諧共生的科學(xué)手段。在“雙碳”目標(biāo)指引下，依托SimForge?高性能仿真云平臺(tái)，讓CAE仿真更高效地賦能綠色建筑規(guī)模化落地，提升宜居性與舒適度的同時(shí)，助力城市低碳轉(zhuǎn)型。
參考文獻(xiàn)：
[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. “十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃 [2022].[EB/OL].
[2] GB 50016-2023建筑設(shè)計(jì)環(huán)境準(zhǔn)則[EB/OL].
[3] 海南省 綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)程（2023試行）.[EB/OL].
[4] 薛祖杰. 基于CFD的復(fù)雜超高層建筑雙向流固耦合研究[D]. 重慶大學(xué),2012. DOI:10.7666/d.y2152722.
[5] 趙彬,林波榮,李先庭,等. 建筑群風(fēng)環(huán)境的數(shù)值模擬仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 城市規(guī)劃匯刊,2002(2):57-58,61.
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<sup>[1]</sup>在這一背景下，<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">建筑風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)正成為優(yōu)化人居環(huán)境、保障建筑安全的關(guān)鍵支撐。</strong>CAE風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)，通過高精度數(shù)值模擬<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">還原真實(shí)風(fēng)場(chǎng)與建筑的相互作用</strong>，為建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)決策依據(jù)。
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