一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法技术

一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，涉及一种光伏技术领域，包含如下步骤：通过三维建模CAD软件建立光伏逆变器的三维几何模型，然后导入到网格划分软件中；对外边界附近进行划分边界层网格，并设置相应的边界条件名称；根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；加载风荷载；设置相应的监测条件；设定求解步数并进行求解计算；后处理分析；根据分析结果优化几何模型。本发明专利技术解决了不同的地理位置区域下对光伏大棚内结构参数要求变化较大的问题；可以不通过实验方法就能改得到准确而直观的光伏大棚内的受力和风压分布；在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏大棚的设计进行数据支撑，优化结构设计。

An aerodynamic computation method for photovoltaic greenhouse under transient wind loads

An aerodynamic calculation method for photovoltaic greenhouse under transient wind load relates to the field of photovoltaic technology, which comprises the following steps: establishing a three-dimensional geometric model of photovoltaic Inverters by three-dimensional modeling CAD software, then importing it into the grid generation software; dividing the boundary layer grid near the external boundary, and setting it up. Corresponding boundary condition names; setting corresponding boundary parameters according to the model and boundary conditions; loading wind load; setting corresponding monitoring conditions; setting the number of solving steps and solving calculation; post-processing analysis; optimizing geometric model according to the analysis results. The invention solves the problem that the structural parameters of the photovoltaic greenhouse need to be changed greatly in different geographic locations; the stress and wind pressure distribution in the photovoltaic greenhouse can be changed accurately and intuitively without experimental method; and the design of the photovoltaic greenhouse can avoid some design defects that may exist in the design stage and design the photovoltaic greenhouse. Data support and optimization of structural design.

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法
本专利技术涉及光伏
，具体涉及一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法。
技术介绍
近年来光伏大棚的发展日渐迅猛，各种不同的棚型也层出不穷，光伏大棚在越来越多的区域进行应用。光伏大棚种类越来越多，其周围环境的变化也是千差万别，对于不同的地理环境对于光伏大棚的性能参数要求也不尽相同。如在多风的区域则对光伏大棚各个位置的抗风性能要求更高。随着仿真分析手段的不断强大，通过仿真分析来确定光伏组件的安装以及光伏拱架和大棚结构形状等参数不仅提供了相关的理论依据，同时大大节约了人力成本和时间成本，准确度高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，通过数学建模和计算机辅助计算的方式对光伏大棚在瞬态风荷载的作用下包括光伏组件以及光伏支架和大棚的受力分析计算。此方法能够对光伏组件以及光伏支架和大棚的受力进行瞬态分析，可以计算在风载作用下受力的时程响应曲线，能够更加准确的反应出受力情况。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案是：它包含如下步骤：（1）通过三维建模CAD软件建立光伏大棚的三维几何模型，（2）确定并建立求解域；（3）定义材料属性，结构件定义为solid，空气域定义为fluid；（4）将模型导入到网格划分软件中；（5）对光伏大棚外边界进行划分边界层网格，第一层网格高度y+值为1，并设置相应的边界条件名称；（6）根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；（7）加载风荷载；（8）设置相应的监测条件；（9）设定求解步数并进行求解计算；（10）后处理分析；（11）根据分析结果优化几何模型。在步骤（1）中，所述三维几何模型包络光伏组件，拱架以及大棚结构模型，所述求解模型为湍流模型，采用的湍流模型是realizablek-e模型，选择全浮力影响计算浮力对流动的影响，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法，压力的离散采用PRESTO!算法，湍流项中湍动能和湍流耗散率均采用二阶迎风格式。在步骤（5）中所述网格划分采用结构化六面体进行划分。在步骤（8）中，所述监测条件为光伏组件的受力，拱架的受力以及大棚表面的风压分布。在步骤（10）中，后处理分析包括对监测值进行分析梳理，得到力和压力的分布。在步骤（11）中，所述模型的优化参数包括光伏组件的角度，光伏大棚形状。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：1、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，解决了不同的地理位置区域下对光伏大棚内结构参数要求变化较大的问题；2、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法可以不通过实验方法就能改得到准确而直观的光伏大棚内的受力和风压分布；3、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法能够在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏大棚的设计进行数据支撑，优化结构设计。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的流程示意图。具体实施方式参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含如下步骤：（1）通过三维建模CAD软件建立光伏大棚的三维几何模型，（2）确定并建立求解域；（3）定义材料属性，结构件定义为solid，空气域定义为fluid；（4）将模型导入到网格划分软件中；（5）对光伏大棚外边界进行划分边界层网格，第一层网格高度y+值为1，并设置相应的边界条件名称；（6）根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；（7）加载风荷载；（8）设置相应的监测条件；（9）设定求解步数并进行求解计算；（10）后处理分析；（11）根据分析结果优化几何模型。在步骤（1）中，所述三维几何模型包络光伏组件，拱架以及大棚结构模型，所述求解模型为湍流模型，采用的湍流模型是realizablek-e模型，选择全浮力影响计算浮力对流动的影响，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法，压力的离散采用PRESTO!算法，湍流项中湍动能和湍流耗散率均采用二阶迎风格式。在步骤（5）中所述网格划分采用结构化六面体进行划分。在步骤（8）中，所述监测条件为光伏组件的受力，拱架的受力以及大棚表面的风压分布。在步骤（10）中，后处理分析包括对监测值进行分析梳理，得到力和压力的分布。在步骤（11）中，所述模型的优化参数包括光伏组件的角度，光伏大棚形状。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：1、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法解决了不同的地理位置区域下对光伏大棚内结构参数要求变化较大的问题；2、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法可以不通过实验方法就能改得到准确而直观的光伏大棚内的受力和风压分布；3、通过本专利技术描述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法能够在设计阶段就规避可能会存在的一些设计缺陷，对光伏大棚的设计进行数据支撑，优化结构设计。以上所述，仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，其特征在于：它包含如下步骤：（1）通过三维建模CAD软件建立光伏大棚的三维几何模型；（2）确定并建立求解域；（3）定义材料属性，结构件定义为solid，空气域定义为fluid；（4）将模型导入到网格划分软件中；（5）对光伏大棚外边界进行划分边界层网格，第一层网格高度y+值为1，并设置相应的边界条件名称；（6）根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；（7）加载风荷载；（8）设置相应的监测条件；（9）设定求解步数并进行求解计算；（10）后处理分析；（11）根据分析结果优化几何模型。

【技术特征摘要】
1.一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，其特征在于：它包含如下步骤：（1）通过三维建模CAD软件建立光伏大棚的三维几何模型；（2）确定并建立求解域；（3）定义材料属性，结构件定义为solid，空气域定义为fluid；（4）将模型导入到网格划分软件中；（5）对光伏大棚外边界进行划分边界层网格，第一层网格高度y+值为1，并设置相应的边界条件名称；（6）根据模型和边界条件设置相对应的边界参数；（7）加载风荷载；（8）设置相应的监测条件；（9）设定求解步数并进行求解计算；（10）后处理分析；（11）根据分析结果优化几何模型。2.根据权利要求1所述的一种瞬态风荷载作用下的光伏大棚空气动力学计算方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述求解模型为湍流模型，采用的湍流模型是realizablek-e模型，选择全浮力影响计算浮力对流动的影响，求解算法采用SIMPLE算法，各子项之间的离散格式采用如下离散格式：梯度的离散采用的是基于节点的格林高斯算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑花，王宝营，徐衍萍，潘志明，刘海元，王士刚，刘善亮，何洪胜，秦元明，安志勇，刘会来，
申请(专利权)人：青岛昌盛日电太阳能科技股份有限公司，青岛昌盛日电设计研究院有限公司，大工青岛新能源材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37