一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统，具有风环境营造实验室、物联网平台和风场数字孪生体，基于风环境营造实验室确定风机阵列配置状态的前提下，考虑风机状态输出迟滞性的现象，通过风场数字孪生体将风机运行状态与风场状态映射至数字空间，基于仿真的数字孪生体进行非稳态数值模拟，依靠算力不断模拟风机入口边界条件，直到循环得到最优解，将最优解传输至物联网平台，由物联网平台根据最优解实时控制阵列中每台风机的输出风速，以此循环迭代优化出下一时刻目标空间流场的风机参数，实现目标非稳态风场的精准营造。本发明专利技术实现了真实风机与虚拟风机的交互反馈，避免了风机人为调控的偏差，切实做到了对风机的实时智能控制。风机的实时智能控制。风机的实时智能控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统


[0001]本专利技术属于环境模拟
，涉及一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统。

技术介绍

[0002]复杂环境模拟是以无人车、无人机为代表的自主智能无人系统研发及性能测试的重要组成部分。环境测试场的营造可对目标无人系统进行精细地感知，收集多元数据信息，对其进行多方面的测试，从而提高在正式投入使用时的可靠性和安全性，是突破当前所面临的如互操作性、自主性及训练等瓶颈问题的一个有效途径。而风环境为其中一类需要营造的环境类别。
[0003]风环境测试场的营造即为针对目标空间的风场营造，根据无人系统研发及性能测试的需求，该风场是非稳态的。现有的一些标准化或非标定制的风机设备能够产生不同的风速并进行无级调节，但由于风机的机械结构限制(即在切换输出风速或启停时的状态输出迟滞性的现象)，无法在较短时间步长内实现风速的大范围调节。此外，单台风机无法实现在某个空间内实现非稳态风场的营造，每个风机需要负责一个风向，参考风向图的状态呈现形式如图1所示，因此需要进行风机阵列的配置。因此，风环境测试场营本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统，其特征在于，包括：风环境营造实验室；物联网平台；以及风场数字孪生体；其中，所述风环境营造实验室根据风向和风速要求设置包含相应数量风机的风机阵列，每个所述风机均嵌有传感器，用于实时采集对应风机运行时的风机参数，并将所述风机参数发送给所述物联网平台，所述物联网平台对所述风环境营造实验室采集到的风机参数进行数据预处理，并将预处理后的风机参数传输至所述风场数字孪生体，所述风场数字孪生体对所述风环境营造实验室建模生成仿真模型，将从所述物联网平台实时读取到的风机参数应用到所述仿真模型中作为当前时刻的风机入口边界条件，设置预定时间步长进行非稳态数值模拟分析以获取模拟分析结果，并以目标空间流场的时序参数作为优化目标，对模拟分析结果所对应的风机参数进行筛选，将筛选出的风机参数发送至所述物联网平台的同时进行保存，所述物联网平台将从所述风场数字孪生体接受到的筛选出的风机参数作为下一时刻的实验室流场数据，以此生成控制参数来控制所述风环境营造实验室的风机阵列，所述风环境营造实验室根据所述物联网平台的控制参数开启下一时刻的风机阵列，如上循环从而使所述风环境营造实验室营造出准确的目标空间流场。2.根据权利要求1所述的一种用于风环境测试场营造的风场数字孪生体系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晗，陈倩茹，何斌，李峥嵘，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：