[发明专利]一种山地高精度湍流风场重构方法、装置及计算机设备

权利要求书

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；K_P是PI控制器的比例系数，K_i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：

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。