(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211275807.7 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 中国船舶重 工集团海 装风电股份有 限公司 地址 401122 重庆市北部新区经开园金渝 大道30号 (72)发明人 张会阳　李海波　彭英　赵晨旭　 钱权　邹亮　江鹏　沈科　 (74)专利代理 机构 重庆鼎慧峰合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50236 专利代理师 王华容 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G05B 13/04(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种山地高精度湍流风场重构方法、 装置及 计算机设备 (57)摘要 本发明提供一种山地高精度湍流风场重构 方法、 装置及计算机设备， 本方案通过风速计相 位图法和PI控制法对来流进行寻优， 能够寻找到 真实的来流风向角和湍流度， 使得数值模拟结果 和实测结果相匹配， 而解决了以往技术仅考虑了 规范中固定的来流条件， 使 得数值模拟结果和实 测不匹配的技 术问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115526129 A 2022.12.27 CN 115526129 A 1.一种山 地高精度湍流 风场重构方法， 其特 征在于， 包括： 基于CFD仿真， 采用风速计相位图绘制法优化 来流风向角； 基于CFD仿真， 引入PI控制算法， 优化湍流度。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于CFD仿真， 采用风速计相位图绘制法优 化来流风向角步骤之前， 还 包括： 对复杂山 地地形建模， 并在CFD中进行来 流仿真； 将计算结果进行 预处理， 并绘制风速计相位图。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述对 复杂山地地形建模， 并在CFD中进行 来流仿真步骤， 包括： 对复杂山 地地形进行建模； 对所述建模划分网格， 得到16个均匀覆盖 0‑360度的来流方向的模型； 在CFD中对所述模型进行CFD数值 求解无量纲流场。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述将计算结果进行预处理， 并绘制风速 计相位图步骤， 包括： 将数值计算得到的风速计处两个水平方向速度分量进行归一化处理， 并作为一个点坐 标； 绘制风速计相位图以建立 起风速计处速度和边界速度之间的粗略关系。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 基于CFD仿真， 采用风速计相位图绘制法优 化来流风向角步骤， 包括： 输入山地某一点P点处的无量纲化实测风速， 判断风速计相位图中是否存在一个目标 点与所述P点的风速相近； 若存在， 则将所述目标点作为P点， 实现对来 流风向角的优化。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述输入山地某一点P处的无量纲化实测 风速， 判断风速计相位图中是否存在一个目标点与所述P点的风速相近步骤之后， 还 包括： 若不存在， 这将所述P点投影到距离所述 风速计相位图最近的风速段； 对所述风速段进行端点插值处 理， 得到新的边界速度， 进行CFD数值 求解无量纲流场； 将所述新的边界速度的数值求解结果作为计算结果， 迭代重复上述步骤， 直到风速计 相位图中存在一个点与所述P点的风速相近为止 。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于CFD仿真， 引入PI控制算法， 优化 湍流度步骤， 包括： 将PI控制算法引入湍流计算中， 并基于迭代次数、 控制量、 误差量， 计算湍流初始值； 将所述湍流初始值与实测湍流 值进行残差收敛判断， 得到优化后的目标湍流 值。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， PI控制算法的表达式为： 式中： k是迭代次数， u(k)是第k次的控制量,e(k)是第k次迭代的误差量； KP是PI控制器 的比例系数， Ki是积分时间常数。 9.一种山地高精度湍流风场重构装置， 其特征在于， 包括来流风向角优化模块和湍流 度优化模块， 其中：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526129 A 2所述来流风向角优化模块用于， 基于CFD仿真， 采用风速计相位图绘制法优化来流风向 角； 所述湍流度优化模块用于， 基于 CFD仿真， 引入PI控制算法， 优化湍流度。 10.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所 述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526129 A 3