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基于CFD和NCPSO的复杂地形风电场微观选址优化

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太阳能学报 2015年第12期36卷 2844-2851页

作者：许昌杨建川韩星星 Wenzhong Shen 刘德有郑源河海大学能源与电气学院南京211100 丹麦科技大学风能系

针对复杂地形条件下风电场微观选址技术难度大的问题,提出一种基于数值计算结果和高效优化方法的微观选址优化算法。将测风数据按风向等分成12个扇区,并利用平均风速和CFD对复杂地形的每个扇区进行数值模拟,得到风电场各扇区的风资源分... 详细信息

针对复杂地形条件下风电场微观选址技术难度大的问题,提出一种基于数值计算结果和高效优化方法的微观选址优化算法。将测风数据按风向等分成12个扇区,并利用平均风速和CFD对复杂地形的每个扇区进行数值模拟,得到风电场各扇区的风资源分布,提取轮毂高度处的风速和风向分布。优化中风力机的尾流影响采用Jensen尾流模型,风电场风能计算中风速按照威布尔分布处理,并考虑每个扇区风速的大小、概率密度。目标函数为整个风电场的输出功率倒数的对数,自变量为风力机在给定风电场中的位置坐标,约束条件为地形边界和风力机之间的最小距离,优化算法采用该文提出的改进小生境粒子群算法(NCPSO),优化风力机组微观选址的最优解。该文提出优化算法得到的结果与基于高度的经验布置方法(EX-TH)、基于风能密度的经验布置方法(EX-PH)以及普通粒子群算法(PSO)进行比较,证明在复杂地形条件下所提出方法的可靠性与有效性,并可应用于工程实践。

关键词：风电场优化复杂地形 CFD数值模拟微观选址小生境粒子群优化

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复杂地形条件下的GIL工程设计

高压电器 2016年第6期52卷 193-198页

作者：南振乐李振军刘朋飞西安西电开关电气有限公司西安710077

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)因其传输容量大、可靠性高、电磁兼容性好等优点,正在广泛地应用于核电站、城市输电和大型水电站等场合。文中结合某个GIL工程的具体地形、布置情况,从总体布置、热胀冷缩变形补偿、支架布置和结构、转弯... 详细信息

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)因其传输容量大、可靠性高、电磁兼容性好等优点,正在广泛地应用于核电站、城市输电和大型水电站等场合。文中结合某个GIL工程的具体地形、布置情况,从总体布置、热胀冷缩变形补偿、支架布置和结构、转弯结构设计、气室划分、现场安装及试验等方面详尽阐述了GIL工程设计中的思路及重点考虑因素等,为工程技术人员进行GIL工程设计提供参考。

关键词：复杂地形工程设计 GIL 热胀冷缩

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基于地形高程数据的复杂地形风场建模方法

北京航空航天大学学报 2014年第3期40卷 360-364页

作者：唐矗洪冠新北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

提出了一种以地形高程数据为基础,进行三维复杂地形建模及其风场分布求解的数值仿真方法.该方法利用曲面样条插值技术建立复杂地形的三维数字模型,并将地形曲面离散为若干个涡环网格,结合位势流理论与地面边界条件计算得到复杂地形影响... 详细信息

提出了一种以地形高程数据为基础,进行三维复杂地形建模及其风场分布求解的数值仿真方法.该方法利用曲面样条插值技术建立复杂地形的三维数字模型,并将地形曲面离散为若干个涡环网格,结合位势流理论与地面边界条件计算得到复杂地形影响下的三维风场.数值计算结果显示,相比基于球绕流理论的工程模拟方法,该方法可对复杂地形做出更为真实的描述,并给出更为合理的风场分布形式.同时该方法建模过程简单,便于实际操作,适于飞机飞行性能评估或飞行模拟器环境建模的工程应用.

关键词：复杂地形风场建模等高线曲面样条函数涡环网格

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无质量误差的具有复杂地形的浅水问题

水动力学研究与进展（A辑） 2008年第5期23卷 515-521页

作者：柏禄海金生大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

本文提出了一种处理带有干湿界面的非恒定浅水流动的无质量误差方法。以Roe格式的近似Riemann解为基础,采用非结构化网格的有限体积法,对底坡源项采用特征分解保证和谐性,摩擦力源项采用半隐式格式增加格式的稳定性。采用适当的干湿界... 详细信息

本文提出了一种处理带有干湿界面的非恒定浅水流动的无质量误差方法。以Roe格式的近似Riemann解为基础,采用非结构化网格的有限体积法,对底坡源项采用特征分解保证和谐性,摩擦力源项采用半隐式格式增加格式的稳定性。采用适当的干湿界面处理技术以满足静水问题,同时对有干湿界面的复杂地形的非恒定流动达到无质量误差。应用的算例表明对于处理洪水演进及溃坝问题,本文的方法是行之有效的。

关键词：干湿界面无质量误差复杂地形非结构化网格

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自适应网格在复杂地形浅水方程求解中的应用

水科学进展 2013年第6期24卷 861-868页

作者：周建中张华杰毕胜严凡赵越华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074 数字流域科学与技术湖北省重点实验室湖北武汉430074

计算域内地形的概化精度对模拟结果有较大影响,针对实际地形中同时存在狭长河谷与广阔泛洪区的问题,在层次自适应网格模型的基础上,研究了网格快速加密与合并的步骤,并以水位梯度与局部弗劳德数为基础设计了网格自适应准则,当水流运动... 详细信息

计算域内地形的概化精度对模拟结果有较大影响,针对实际地形中同时存在狭长河谷与广阔泛洪区的问题,在层次自适应网格模型的基础上,研究了网格快速加密与合并的步骤,并以水位梯度与局部弗劳德数为基础设计了网格自适应准则,当水流运动情势变化时网格密度自动调整,实现计算精度与效率的平衡。在此网格模型基础上,采用有限体积法求解二维浅水方程,利用梯度限制器技术及龙格-库塔法提高模型的空间、时间计算精度。算例表明,层次自适应网格模型既能实现随水流运动动态变化并捕获水位计算敏感区,也能对局部区域进行静态固定加密,自适应性良好,具有较好的推广应用价值。

关键词：洪水二维浅水方程自适应网格 Godunov格式复杂地形

面向荒漠复杂地形的机器人在线全覆盖路径规划方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1095-1103页

作者：齐立哲华中伟苏昊王鑫瑞孙云权复旦大学工程与应用技术研究院上海200433

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分... 详细信息

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分辨率的三维栅格地图模型.其次,分析机器人在非平面环境下进行全覆盖任务的能量消耗问题,得出最节约能量的覆盖方式.在对平坦地形的覆盖中,基于优先级覆盖的思想,对传统的牛耕法覆盖做出改进,拓展为8个方向.然后,针对非平坦地形提出一种在线的面向地形的区域分解方法,在全覆盖过程中根据高度将特殊地形区域分解出来单独覆盖.在子区域内部,对特殊地形抽象得到斜面模型,引入地形变化函数,形成新的优先级遍历方法,并设计一种针对性的避障策略以进一步减少能量消耗.最后,对所提出的算法进行仿真验证以及机器人实验.仿真验证和实验结果表明,相比于其他算法,所提出算法能显著减少全覆盖过程中的重复率以及机器人总能量消耗.

关键词：路径规划全覆盖复杂地形区域分解机器人避障策略

海拔1000m以上复杂地形风能风切变指数算法比较

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农业工程学报 2015年第6期31卷 218-222页

作者：邓胜祥陈刚陈桂宝中南大学能源科学与工程学院长沙410083 可再生能源电力技术湖南省重点实验室(长沙理工大学) 长沙410083

为了准确地评估1000 m以上复杂地形的风能资源,利用PD算法、年平均风速算法、风廓线算法和全数据算法共4种计算方法和实测数据计算风切变指数,结合幂律公式推算出已知高度风速。PD算法结合了大气稳定度的划分,不同的大气稳定度会有不同... 详细信息

为了准确地评估1000 m以上复杂地形的风能资源,利用PD算法、年平均风速算法、风廓线算法和全数据算法共4种计算方法和实测数据计算风切变指数,结合幂律公式推算出已知高度风速。PD算法结合了大气稳定度的划分,不同的大气稳定度会有不同的计算结果。另外3种算法则没有考虑大气稳定度的划分,而是直接根据实测数据进行计算。将各算法推算的结果与实测风速进行对比和误差分析。数据选用的是湖南某山区测风塔的其中3个测风高度一年内完整的实测数据,立塔地点海拔高于1000 m。结果表明:海拔1000 m以上复杂地形中,利用30 m和70 m风速推算的80m月平均风速误差之和分别如下,PD算法误差是0.3075 m/s,年平均风速的算法误差是0.3145 m/s,全部数据算法误差是0.3187 m/s,风廓线拟合算法为0.3627 m/s。故结合了大气稳定度的算法即PD算法比其他3个未结合大气稳定度算法更为准确。研究结果为选出较优的风切变指数提供了参考。

关键词：风能应用计算复杂地形 PD算法风切变指数幂律公式风廓线

复杂地形下紧凑型输电线路绕击跳闸率计算方法

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高压电器 2013年第11期49卷 117-122页

作者：吕政郑皓元杨庆司马文霞袁涛董岳中国南方电网超高压输电公司天生桥局兴义562400 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

紧凑型输电线路正在得到日益广泛的应用,但对其在复杂地形下的防雷性能研究却很少。笔者提出了一种计算分析500 kV紧凑型输电线路绕击防雷性能的方法,并将其应用于输电线路的雷击风险评估中。该方法基于经典电气几何模型,考虑三维空间... 详细信息

紧凑型输电线路正在得到日益广泛的应用,但对其在复杂地形下的防雷性能研究却很少。笔者提出了一种计算分析500 kV紧凑型输电线路绕击防雷性能的方法,并将其应用于输电线路的雷击风险评估中。该方法基于经典电气几何模型,考虑三维空间内导、地线相对于地面的位置变化以及输电线路走廊地形的变化,以一个档距为研究对象来计算分析输电线路的绕击防雷性能。以某500 kV紧凑型输电线路的一段线路为例,计算其在复杂地形下的绕击防雷性能,结果表明,该方法能更好地反映线路实际运行情况,并为输电线路差异化防雷研究提供了参考。

关键词：复杂地形紧凑型输电线路改进电气几何模型绕击跳闸率差异化防雷

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基于谱元法的复杂地形风场大涡模拟

工程力学 2018年第12期35卷 7-14页

作者：胡伟成杨庆山闫渤文张建北京交通大学土木工程系北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 重庆大学土木工程系重庆400044

以Askervein山为研究对象,基于开源平台Nek5000,自编程序完成复杂地形下谱元法的网格建模,添加计算湍流粘性项子程序,对复杂地形风场进行大涡模拟,并与场地实测数据及其它数值结果进行对比。结果表明,谱元法的大涡模拟结果与Askervein... 详细信息

以Askervein山为研究对象,基于开源平台Nek5000,自编程序完成复杂地形下谱元法的网格建模,添加计算湍流粘性项子程序,对复杂地形风场进行大涡模拟,并与场地实测数据及其它数值结果进行对比。结果表明,谱元法的大涡模拟结果与Askervein山的场地实测结果符合较好,表明该方法在复杂地形风场的预测上有较高的精度,可用于复杂地形的风能资源评估。

关键词：复杂地形 Askervein 山 Nek5000 谱元法大涡模拟