[发明专利]一种山区地貌下强风三维脉动风场综合模拟方法

摘要

本发明公开了一种山区地貌下强风三维脉动风场综合模拟方法。现有的模拟方法大多仅针对形状简单、规则的山体，较难推广到更复杂的实际山区地貌下。本发明首先针对目标山区地貌，结合GoogleEarth和Imageware软件生成满足误差要求的精准的山区地貌模型，然后采用CFD技术计算得到监控点的雷诺应力，并将其引入随机脉动风场生成技术中，以此得到目标山区地貌的三维脉动风速场。本发明模拟三维脉动风速场的过程中，采用了逐点模拟，不需要分解阶数庞大的互功率谱矩阵，大大降低了对计算机软硬件的要求，同时能针对具体的、复杂的山区地貌进行模拟，得出的结果比简单、规则的山区模型更具有适用性、准确性。

主权项

一种山区地貌下强风脉动三维风场综合模拟方法，其包括以下步骤：A.根据工程需求，在GoogleEarth二次开发的GoodyGIS系统中设置高程点采集的数量、精度及范围，导出目标山区数据提取点的经纬度及高度坐标；B.将上述提取点的经纬度换算得到满足精度要求的平面坐标，最终形成点云文件；C.将步骤B形成的点云文件导入到Imageware软件中，使用“由点去构造自由曲面”的功能生成目标山区的地貌曲面模型；D.将步骤C中形成的地貌曲面模型导入到Fluent的前处理软件GAMBIT中，完成CFD计算所需的建模、网格划分和定义边界条件；E.使用RSM模型计算各个提取点的雷诺应力分量值，对风功率谱和点相干函数进行修正，得出山区地貌下更加真实合理的同点异向的风谱矩阵，修正后的风谱矩阵包括自功率谱和互功率谱；F.构造得到提取点处的考虑同点异向的三维脉动风场模拟公式，并引入了快速傅里叶变换技术。