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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司申請的專利適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119647355B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-27發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510180988.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/28；該發(fā)明授權(quán)適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法是由魏德志;周胡;饒飛;吳雨露設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-02-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法，本發(fā)明基于多個預設(shè)典型高度處的入流風向角，確定各預設(shè)典型高度處相對風力機輪轂高度處入流風向的相對風向角，進而擬合得到垂向高度與相對風向角關(guān)系，從而通過簡單、快速的方式確定穩(wěn)定大氣狀態(tài)下風輪垂向高度范圍內(nèi)各垂向高度處的相對風向角。本發(fā)明基于各垂向高度處相對風向角，確定不同風向引起的、各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處偏離第一縱平面的橫向偏移量，進而基于橫向偏移量構(gòu)建穩(wěn)定大氣狀態(tài)下的附加湍流強度三維模型和地面效應修正函數(shù)，并基于附加湍流強度三維模型和地面效應修正函數(shù)形成適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型。

本發(fā)明授權(quán)適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種適用穩(wěn)定大氣的風力機附加湍流強度計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，該方法適用于穩(wěn)定大氣狀態(tài)，包括：采用雙峰高斯函數(shù)描述風力機輪轂高度水平面內(nèi)的附加湍流強度廓線，并隨著遠離風輪盤面逐漸增大廓線峰值點與廓線中心點之間的間距，形成附加湍流強度二維模型；獲取第一高度范圍內(nèi)多個預設(shè)典型高度處的入流風向角，計算各預設(shè)典型高度處入流風向角相對于風力機輪轂高度處入流風向角的相對風向角；對各預設(shè)典型高度處的相對風向角進行擬合，得到垂向高度與相對風向角的關(guān)系；基于垂向高度與相對風向角的關(guān)系，確定風輪垂向高度范圍內(nèi)各垂向高度處的相對風向角；基于風輪垂向高度范圍內(nèi)各垂向高度處的相對風向角，確定各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處偏離第一縱平面的橫向偏移量，其中風力機輪轂高度處橫向偏移量為0；結(jié)合各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處的橫向偏移量，將附加湍流強度二維模型拓展為附加湍流強度三維模型；結(jié)合各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處的橫向偏移量，構(gòu)建地面效應修正函數(shù)，并利用修正函數(shù)修正附加湍流強度三維模型，形成風力機附加湍流強度計算模型；所述第一高度范圍包含風輪垂向高度范圍；所述多個預設(shè)典型高度包括風力機輪轂高度；所述第一縱平面為過風輪中心點且平行風力機輪轂高度處入流風向的縱平面；所述采用雙峰高斯函數(shù)描述風力機輪轂高度水平面內(nèi)的附加湍流強度廓線，包括： 式中，I+x,r為風力機風輪盤面下風向x處且與附加湍流強度廓線中心點距離為r位置的附加湍流強度；為風力機風輪盤面下風向x處的附加湍流強度峰值；為用于描述風力機風輪盤面下風向x處附加湍流強度的雙峰高斯函數(shù)，σI為其標準差； 式中，D和CT分別為風力機的風輪直徑和推力系數(shù)；I為風力機處的湍流強度； 當時： 而當時：k1＝1,k2＝0式中，k1和k2為權(quán)重系數(shù)；指代附加湍流強度廓線的峰值點與其中心點的間距；所述隨著遠離風輪盤面逐漸增大廓線峰值點與廓線中心點之間的間距，包括：基于對附加湍流強度高精度CFD仿真結(jié)果的分析，在靠近風輪盤面的近尾流區(qū)，受葉尖渦流影響，附加湍流強度廓線的峰值點確實近似出現(xiàn)在葉片尖端，即有而隨著尾流向下游傳播，因其不斷與環(huán)境流場發(fā)生動量交換，廓線的峰值點會逐漸遠離中心點，兩者間距可由估算；因近尾流區(qū)的附加湍流強度分布實際十分復雜，并不能簡單地由雙峰高斯函數(shù)描述，故若將應用于近尾流區(qū)，可能出現(xiàn)小于0.5D的情形，這與前述CFD仿真結(jié)果相悖；為同時兼顧遠、近尾流區(qū)的計算精度，采用下式估算： 式中，指代附加湍流強度廓線的峰值點與其中心點的間距；σI為風輪盤面下風向x處附加湍流強度的標準差；D和CT分別為風力機的風輪直徑和推力系數(shù)；I為風力機處的湍流強度；所述結(jié)合各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處的橫向偏移量，將附加湍流強度二維模型拓展為附加湍流強度三維模型，包括： 式中，r為風力機下風向距離風輪盤面x處尾流截面內(nèi)任意位置坐標點x,y,z與風輪中心軸線之間經(jīng)橫向偏移量Icx,z修正后的距離；Icx,z為垂向高度z、風力機下風向距離風輪盤面x處附加湍流強度廓線的中心點偏離第一縱平面的距離；zhub為風力機輪轂高度；所述結(jié)合各垂向高度水平面內(nèi)附加湍流強度廓線中心點在風力機下風向各處的橫向偏移量，構(gòu)建地面效應修正函數(shù)，包括： 式中，I+modx,r為風力機風輪盤面下風向x處且與附加湍流強度廓線中心點距離為r位置的附加湍流強度修正值；為風力機風輪盤面下風向x處的附加湍流強度峰值；r為風力機下風向距離風輪盤面x處尾流截面內(nèi)任意位置坐標點x,y,z與風輪中心軸線之間經(jīng)橫向偏移量Icx,z修正后的距離；指代附加湍流強度廓線的峰值點與其中心點的間距；α為方向角；zhub為風力機輪轂高度；Icx,z為垂向高度z、風力機下風向距離風輪盤面x處附加湍流強度廓線的中心點偏離第一縱平面的距離。

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