[发明专利]顺风向流场中的桅杆响应仿真方法、装置、计算机设备

权利要求书

1.一种顺风向流场中的桅杆响应仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

根据建立的桅杆模型以及预设的流场域参数，建立包含所述桅杆模型的流场域模型，并将所述流场域模型按照第一尺度划分成多个第一网格；

将所述流场域模型中处于所述桅杆模型表面的多个第一网格再次以第二尺度划分成多个第二网格；所述第二尺度小于所述第一尺度；

利用表征风速和网格高度的关系的幂指数函数，构造所述流场域模型中的平均风顺风向流场，得到所述平均风顺风向流场中每个网格上的风速；所述平均风顺风向流场中的风速与网格高度的关系满足所述幂指数函数的分布；

根据所述每个网格上的风速、所述幂指数函数和所述流场域模型确定每个网格上的压强数据，并根据所述每个网格上的压强数据和所述桅杆模型的材料参数，利用CFD软件和CAE软件流固耦合的方式仿真所述平均风顺风向下的桅杆响应，所述桅杆响应包括桅杆的等效应力和所述桅杆的位移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用表征风速和网格高度的关系的幂指数函数，构造所述流场域模型中的平均风顺风向流场之前，所述方法还包括：

获取标准高度z₀以及所述标准高度处的平均风速v₀；

获取所述桅杆所在的地面粗糙度α；

根据所述标准高度z₀、所述标准高度处的平均风速v₀以及所述桅杆所在的地面粗糙度α，确定所述幂指数函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述幂指数函数为其中，所述v为所述流场域模型中任一网格高度处的平均风速，所述z为所述流场域模型中任一网格的网格高度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据建立的桅杆模型以及预设的流场域参数，建立包含所述桅杆模型的流场域模型，包括：

根据桅杆的相关参数建立所述桅杆模型；

根据所述桅杆模型以及所述预设的流场域参数，建立包含所述桅杆模型的所述流场域模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个网格上的压强数据和所述桅杆模型的材料参数，利用流固耦合的方式仿真所述平均风顺风向下的桅杆响应之后，还包括：

将所述桅杆响应与预设的标准桅杆响应范围进行对比，确定所述桅杆模型是否正确。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述桅杆模型的材料参数包括：密度、弹性模量、屈服强度、泊松比。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述材料参数还包括：所述桅杆模型底座的约束方式。

8.一种顺风向流场中的桅杆响应仿真装置，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于根据建立的桅杆模型以及预设的流场域参数，建立包含所述桅杆模型的流场域模型，并将所述流场域模型按照第一尺度划分成多个第一网格；将所述流场域模型中处于所述桅杆模型表面的多个第一网格再次以第二尺度划分成多个第二网格；所述第二尺度小于所述第一尺度；

构造模块，用于利用表征风速和网格高度的关系的幂指数函数，构造所述流场域模型中的平均风顺风向流场，得到所述平均风顺风向流场中每个网格上的风速；所述平均风顺风向流场中的风速与网格高度的关系满足所述幂指数函数的分布；

仿真模块，用于根据所述每个网格上的风速、所述幂指数函数和所述流场域模型确定每个网格上的压强数据，并根据所述每个网格上的压强数据和所述桅杆模型的材料参数，利用CFD软件和CAE软件流固耦合的方式仿真所述平均风顺风向下的桅杆响应，所述桅杆响应包括桅杆的等效应力和所述桅杆的位移。

9.一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，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1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。