风电行业ANSYS应用概述

上海笛佼科技

目录

1 简介

1.2 风机类型（按传动链分类）

1.3 风机的工程挑战

2 转子空气动力学和声学

2.1 转子空气动力学

2.2 风机噪音

2.3 叶片积冰

2.4 空气动力载荷

2.5 转子空气动力学与声学

3 结构设计及制造

3.1 叶片材料开发及管理

3.2 结构响应—叶片

3.3 结构响应—机舱

3.4 结构响应—海上基础

3.5 复合材料叶片制造

3.6 运输、装卸和装配

4 发电与输配电

4.1 发电与输配电

5 风电场

5.1 风电场分析及选址

5.2 风电场能源评估

5.3 风力发电

6 控制系统及软件

6.1 系统设计和功能安全符合IEC 61508

6.2 复杂控制软件的设计与生成

6.3 代码早期错误检测

7 预测性维护与数字孪生

以下内容截取自该篇资料

风电场分析及选址

关键挑战：

• 风电场能源预测

• 在不到一周的时间内比较不同风机布局

• 需要考虑大气稳定性

• 检查唤醒损失/风场阻塞损失

这些挑战涉及相当大的仿真复杂性:

• 简单的经验模型不够准确，无法预测整体能源生产

• 风能工程师不是3D仿真技术专家

ANSYS 优势：

• 垂直解决方案:完全脚本化的工作流程-ANSYSWindModeller-包括自动几何，网格生成，仿真和结果提取。

• 唤醒模型:执行器盘方法(Actuator disk approach)可准确读取下游涡轮的资源消耗情况。使用3D CFD方法可确保模拟中自动包含阵列级效果，例如阻塞和边界层重新生成。

• 土地起伏与森林的影响:通过调整表面粗糙度来代表不同的土地

• 大气物理学:

‐ 专用的自由流和表面稳定性模型可精确考虑热效应

‐ 科里奥利效应仿真是使用大型海上阵列能源进行估算的关键

风电场能源评估

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]关键挑战：

• 结合个别风况的结果，根据特定地点的速度/方向分布确定总体能级

• 评估产生的能量评估的准确性水平

ANSYS 优势：

• 通过提取风机塔和涡轮机位置之间的关系，可以根据统计或测得的风史确定能源产量

• 如果存在多个风机塔位置，则多个数据允许比较交叉预测的数据以评估模型的准确性

• 考虑所有风况，而不仅仅是主要方向

好处：

• 对预期收益估算可靠性提升

风力发电

这些优势带来了量化的好处：

• 在风力发电场定义的规划阶段就可以在指定的风力条件下很早就对风电场行为进行详细评估。

• 可以根据现场测量的给定风向确定总能量水平。并行风机数据之间的交叉预测可帮助评估准确性，并在安装任何风机之前为能源公司提供可靠的预测。