基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法技术

本发明专利技术公开了基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，包括步骤一：使用Gmsh对输电电缆的横截面进行建模，编写自动化处理脚本；步骤二：使用OpenFOAM网格转换工具对网格进行格式转换，并在控制文件中对参与计算的区域进行调整。本发明专利技术涉及一种仿真方法，特别涉及基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，属于物理仿真技术领域。本发明专利技术整合了现有的部分求解器，同时研发了新的求解器，能够对结冰的微观物理过程进行仿真，并且效果优异，与市面上现有的商业软件中的结冰仿真相比，主要优点是算法和代码全部开源，可以直接对求解器的内核进行调整和修改，可以检测整个求解过程每一次计算的详细结果。

【技术实现步骤摘要】
基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法
本专利技术涉及一种仿真方法，特别涉及基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，属于物理仿真

技术介绍
冰冻雨雪天气，尤其是东南、西南地区的高山区域，如若气温达到一定临界点，这些地区的户外部分输电线路及电力设备就容易出现覆冰状态，电力设备覆冰容易拖累线路正常运行，严重覆冰会致使线路断线、杆塔/铁塔变形扭曲，造成大面积供电中断情况，而且冰天雪地的天气状况，电力部门的运检工作难以开展，及时发现线路覆冰状态，是供电公司及时采取融冰等措施的前提条件。根据气象观测和输电线路运行经验，一般在入冬或初春季节，当气温在-5～0℃之间，风速在1～15m/s时，如遇浓雾、降雨等情况，空气湿度超过85％，将在导线表面产生以雨凇为主的覆冰，如果气温持续降低，则在雨凇外部继续产生混合凇，温度下降至-15～-8℃时，其余气象参数不发生变化，还会继续生长雾凇，电线产生覆冰的必要条件主要有：导线温度低于0℃以下、空气湿度大于85％(即空气中具有可冻结的水分或过冷却水滴、雾滴和水汽等)，横线路风速大于1m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于，包括：/n步骤一：使用Gmsh对输电电缆进行横截面建模，编写自动化处理脚本；/n步骤二：使用OpenFOAM网格转换工具对网格进行格式转换，并在控制文件中对参与计算的区域进行调整；/n步骤三：制作对应实际气象环境的外部仿真条件数据；/n步骤四：划分结冰物理过程，主要分三部分，在求解器中分阶段进行实现；/n步骤五：使用ParaView对仿真结果进行可视化处理，得到电缆覆冰和冰生长过程的数值模拟。/n

【技术特征摘要】
1.基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于，包括：
步骤一：使用Gmsh对输电电缆进行横截面建模，编写自动化处理脚本；
步骤二：使用OpenFOAM网格转换工具对网格进行格式转换，并在控制文件中对参与计算的区域进行调整；
步骤三：制作对应实际气象环境的外部仿真条件数据；
步骤四：划分结冰物理过程，主要分三部分，在求解器中分阶段进行实现；
步骤五：使用ParaView对仿真结果进行可视化处理，得到电缆覆冰和冰生长过程的数值模拟。


2.根据权利要求1所述的基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于：所述步骤一中，使用Gmsh进行建模，输入电缆参数，包括但不限于实际结冰厚度，对电缆表面的网格进行加密处理。


3.根据权利要求1所述的基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于：所述步骤二中，在控制文件中对参与计算的区域进行调整，参与计算的仿真区域为空时则不参与计算，为墙壁时则边界以墙壁方案进行处理。


4.根据权利要求1所述的基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于：所述步骤三中，制作有关气象环境场，根据实况气象数据制定，用气象要素转换为对应环境下过冷水滴的状态，保证能够正确求解过冷水滴的初始状态，在仿真阶段，过冷水滴将在风速和重力作用下被电缆捕获。


5.根据权利要求4所述的基于计算流体力学仿真模型的电缆结冰微物理仿真方法，其特征在于：所述气象数据包括但不限于风速、温度、大气...

【专利技术属性】
技术研发人员：念国魁，何晓彤，
申请(专利权)人：苏州大圜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32