华南理工大学袁煜明获国家专利权
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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种新式偏航风机尾流计算模型方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120180967B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510255471.5,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种新式偏航风机尾流计算模型方法是由袁煜明;聂祖立;杨知为;周斌珍;林超暖;郭子懿;邱政毅设计研发完成,并于2025-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种新式偏航风机尾流计算模型方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种新式偏航风机尾流计算模型方法,涉及风机速度场计算的技术领域,利用基于致动线理论的CFD方法来模拟计算风机的近尾流场,然后利用搜索零点法确定尾流中心,而后利用改进的Jensen模型来模拟计算风机远尾流场,耦合区则采用指数因子中和CFD和Jensen进行平滑计算。本发明相较于中等精度尾流模型,该耦合方法的计算精度更高;相比于高精度模型,该耦合方法的计算成本更低,比较适合在工程中进行初步预估计算。
本发明授权一种新式偏航风机尾流计算模型方法在权利要求书中公布了:1.一种新式偏航风机尾流计算模型方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、在进行风力机尾流效应的数值模拟时,划分计算域为三个区域,三个区域包括风力机近尾流区域C1、耦合区域C2,风力机远尾流区域C3,时间步设置为T,设定初始条件三个区域的速度场:、和,速度矢量初始化为,其中代表初始均匀风场的风速; S2、在对风力机近尾流区域C1进行数值模拟的过程中,基于致动线理论建立风机的致动线模型,基于雷诺平均NS方程,引入源项来代替实际的风机叶片,获得风力机近尾流区域的速度场; S3、风机发生偏航或者运动时对尾流造成影响,使用搜索零点法确定尾流中心; S4、利用示踪粒子法计算偏航尾流蜿蜒; S5、在对风力机耦合区域C2进行数值模拟的过程中,添加了指数型松弛因子对速度场和进行耦合计算,得到耦合区速度场,m=1,2,3,....; S6、在对风力机近尾流区域C3进行数值模拟的过程中,基于已有的改进后的Jensen模型,将步骤S5计算所得速度场结合S4中获得的尾流中心作为改进的Jensen模型的入口,获得边界条件,再通过改进的Jensen模型计算风机远尾流速度场; 计算远尾流区的速度其中,,A、B、C分别为常数,且满足以下条件: 当径向半径扩展由扩展到时,尾流速度恢复到自然风速,则有最高处尾流速度和最低处尾流速度为: ; 式中,是远尾流区横截面半径,是风切变系数,是远尾流区入口处尾流中心的速度,是远尾流区入口处尾流中心的高度; 改进的Jensen尾流模型和Jensen尾流模型的尾流半径相同,且质量通量相等,则: ; 式中,是原Jensen模型尾流区速度; 远尾流区的速度求解分两步进行: 原Jensen模型计算预测步: ; 式中,表示尾流膨胀系数,表示地面粗糙度,表示推力系数,表示轴向诱导因子,表示远尾流区计算域长度,表示来流风速,表示初始尾流半径; 校正步: ; S7、使用新的重复步骤S5,输出新耦合区速度场; S8、重复S6和S7,直到计算出最终所需要的风机远尾流区的速度场。
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