基于CFD的风速仪选位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于CFD的风速仪选位方法及装置，方法包括：在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图；在风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；获取风机上机舱的安装位置信息；根据低速区域、叶根涡区域和机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。本发明专利技术提供的基于CFD的风速仪选位方法及装置，在确定目标区域后，当将风速仪安装在该目标区域内时，风速仪受到叶轮旋转以及尾流影响较小,保证了风速仪所测量的风速数据准确度，从而提高了对风力发电机组运行状态进行分析判断的精确度，有效地提高了该风速仪选位方法的实用性。

The method and device of anemometer selection based on CFD

The invention provides an anemometer selection method and device based on CFD. The method includes: using the hydrodynamics CFD simulation method to obtain the air velocity distribution after the fan blade under the preset wind speed condition, and determine the air passing through the fan blade in the wind velocity distribution cloud chart. The low speed area and the Ye Genwo area; obtain the location information of the engine room on the fan; determine the target area of the installation anemometer according to the location information of the low speed area, the Ye Gen vortex area and the engine room. The method and device for the CFD based anemometer selection are provided. When the target area is fixed in the target area, the anemometer is rotated by the impeller and the tail flow is less affected when the anemometer is installed in the target area. The accuracy of the wind speed data measured by the anemometer is ensured, and the running state of the wind turbine is raised. The accuracy of the analysis and judgement has effectively improved the practicability of the anemometer location method.

【技术实现步骤摘要】
基于CFD的风速仪选位方法及装置
本专利技术涉及风电
，尤其涉及一种基于CFD的风速仪选位方法及装置。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，风电已经成为获取绿色能源的主要途径之一，我国的风力发电技术也日益成熟，进而对风力发电设备运行状态判断的准确可靠性也提出了较高要求；对于风力发电机组而言，风速是对风力发电机组的工作状态进行判断的重要分析数据。现有技术中，常常采用风速仪来测量风速，一般情况下，需要将风速仪安装在风力发电机组的机舱上，以实现测量风速的目的，然而，在进行风速仪的安装过程时，操作人员常常将风速仪随意安装在机舱的任意一个位置处，然而，由于风力发电机组的结构特点，当将风速仪安装在某些位置时，风速仪受到叶轮旋转以及尾流影响最大,从而容易使得所测量的风速数据不准确，进而降低了根据所测量的风速数据对风力发电机组运行状态进行分析处理的准确可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于CFD的风速仪选位方法及装置，用于解决现有技术存在的上述问题或者其他潜在问题。本专利技术的一方面提供了一种基于CFD的风速仪选位方法，包括：在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图；在所述风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过所述风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；获取所述风机上机舱的安装位置信息；根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。本专利技术的另一方面提供了一种基于CFD的风速仪选位装置，包括：获取模块，在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图，并获取所述风机上机舱的安装位置信息；划分模块，在所述风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过所述风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；确定模块，根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。本专利技术提供的基于CFD的风速仪选位方法及装置，通过利用流体力学CFD仿真方法获取风速分布的云图，并确定风速分布的云图中的低速区域和叶根涡区域，从而根据低速区域、叶根涡区域和机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域，有效地保证了目标区域确定的准确可靠性；从而实现了当将风速仪安装在该目标区域内时，风速仪受到叶轮旋转以及尾流影响较小,保证了风速仪所测量的风速数据准确度，进而保证了根据所测量的风速数据对风力发电机组运行状态进行分析判断的精确度，有效地提高了该风速仪选位方法的实用性，有利于市场的推广与应用。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种基于CFD的风速仪选位方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的判断空气流场是否完全发展的流程示意图；图5为本专利技术又一实施例提供的一种基于CFD的风速仪选位方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图的效果示意图一；图7为本专利技术实施例提供的利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图的效果示意图二；图8为本专利技术实施例提供的一种基于CFD的风速仪选位装置的结构示意图。图中：100、风速分布的云图；101、风机叶片；102、机舱；103、低速区域的下边界；104、叶根涡区域的上边界；105、前侧边缘线；106、后侧边缘线；1、获取模块；11、获取子模块；12、分析子模块；2、划分模块；3、确定模块。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术一实施例提供的一种基于CFD的风速仪选位方法的流程示意图，参考附图1可知，本实施例提供了一种基于CFD的风速仪选位方法，该方法可以确定风速仪的合适安装位置，以实现将风速仪安装在该合适的安装位置处，保证风速仪所测得的风速准确、可靠；具体的，该方法包括：S101：在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图；风速条件为预先设置的，可以将风速条件设置为包括风速大小和风速方向等等，在利用CFD仿真方法获取风速分布的云图时，需要将风机模拟设置于预设的风速条件下，其中，需要注意的是，该风速分布的云图时在对空气经过风机叶片之后，延竖直方的机舱对称面向上做出截面所获得的，因此，通过风速分布的云图可以获得空气经过风机叶片之后的风速变化信息。S102：在风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；在获得风速分布的云图之后，按照预设的划分规则对风速分布的云图进行划分，确定云图中的低速区域和叶根涡区域；其中，低速区域为空气经过风机叶片之后，由于风机叶片的阻挡降低了风速的大小，从而所产生的区域；叶根涡区域为风速经过风机叶根处之后所产生的区域；另外，划分规则为预先设置的，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将划分规则设置为按照风速能量的大小来进行划分，或者将云图按照预设层数的等值线进行划分，比如将云图划分为20层、25层或者30层等等，其中，在按照预设层数的等值线对云图进行划分时，还可以将划分后的多个层之间的差值进行设定，例如，在将云图按照预设的20层等值线进行划分时，将20层等值线所确定的层与层之间的差值小于5％，此时，可以有效地提高低速区域和叶根涡区域确定的准确可靠性。S103：获取风机上机舱的安装位置信息；其中，机舱的安装位置信息包括机舱的前端安装具体位置、后端安装具体位置、侧端安装具体位置等等，而对于获取机舱具体安装位置信息的实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以通过测距仪来实现，在此不再赘述。S104：根据低速区域、叶根涡区域和机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。在获取到低速区域、叶根涡区域和机舱的安装位置之后，可以按照预设的确定规则来确定安装风速仪的目标区域，将风速仪安装在该目标区域内，可以有效地保证风速仪测量风速的准确可靠性。本实施例提供的基于CFD的风速仪选位方法，通过利用流体力学CFD仿真方法获取风速分布的云图，并确定风速分布的云图中的低速区域和叶根涡区域，从而根据低速区域、叶根涡区域和机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域，有效地保证了目标区域确定的准确可靠性；从而实现了当将风速仪安装在该目标区域内时，风速仪受到叶轮旋转以及尾流影响较小,从而保证了风速仪所测量的风速数据准确度，进而保证了根据所测量的风速数据对风力发电机组运行状态进行分析判断的精确度，有效地提高了该风速仪选位方法的实用性，有利于市场的推广与应用。图2为本专利技术实施例提供的根据低速区域、叶根涡区域和机舱102的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片101之后的风速分布的云图100的效果示意图一；图7为本专利技术实施例提供的利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片101之后的风速分布的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CFD的风速仪选位方法，其特征在于，包括：在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图；在所述风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过所述风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；获取所述风机上机舱的安装位置信息；根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD的风速仪选位方法，其特征在于，包括：在预设的风速条件下,利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图；在所述风速分布的云图中按照预设的划分规则确定空气经过所述风机叶片所产生的低速区域和叶根涡区域；获取所述风机上机舱的安装位置信息；根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机舱的安装位置信息包括：沿空气经过风机叶片之后传递的方向上的所述机舱的前侧边缘线和后侧边缘线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述低速区域、叶根涡区域和所述机舱的安装位置信息确定安装风速仪的目标区域，具体包括：根据所述低速区域确定所述低速区域的下边界，并根据所述叶根涡区域确定所述叶根涡区域的上边界；将所述低速区域的下边界、所述叶根涡区域的上边界、前侧边缘线和后侧边缘线围成的区域确定为安装所述风速仪的目标区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用流体力学CFD仿真方法获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图，具体包括：获取风机的几何模型、预设的湍流模型和滑移网格模型；利用所述CFD仿真方法对所述风机的几何模型、预设的湍流模型和滑移网格模型进行仿真分析；判断空气流场是否完全发展；若确定空气流场完全发展，则根据仿真分析结果获取空气经过风机叶片之后的风速分布的云图。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断空气流场是否完全发展，具体包括：利用所述CFD仿真方法获取所述风机上叶轮的旋转圈数；若所述旋转圈数大于或等于预设的圈数阈值，则确定此时的空气流场完全发展；或者，若所述旋转圈数小于所述圈数阈值，则确定此时的空气流场没有完全发展，并按照预设的计算策略继续对所述空气流场进行计算，直至所述空气流场完全发展为止。6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定多个预设风速条件下的安装风速仪的目标区域；根据所确定的多个目标区域确定安装所述风速仪的最佳目标区域。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所确定的多个目标区域确定安装所述风速仪的最佳目标区域，具体包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢赢，白洛林，高杨，萨玛丽卡·塔姆拉卡尔，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11