強擾流環(huán)境下風力機微觀選址典型案例的APP軟件開發(fā)

發(fā)布時間：2020-07-16 04:35

【摘要】：隨著可再生能源的不斷發(fā)展,以及為了到2020年底實現風電逐步從“補充能源”向“替代能源”的轉變,國家也提出要從集中式發(fā)電向新模式-分布式發(fā)電的轉變。在城市中利用建筑物產生的風加速效應安裝風力機就是分布式發(fā)電的一種重要方式。但建筑物周圍的流場會因受到不同因素的影響而產生復雜多變的強擾流現象,因此,選址位置的選取顯得尤為重要。隨著科技的不斷發(fā)展,智能化為人們的生活提供了極大的便利。隨著交叉學科的出現,大數據化、智能化為科研之路的進步產生了巨大的推動作用。因此,本文也創(chuàng)新性地將兩者進行結合,對強擾流環(huán)境下風力機微觀選址的幾種典型案例進行分析,并制作出一款適用于幾種情況的選址APP,必將為選址提供一定的參考價值并簡化選址流程。首先需要確定APP的開發(fā)平臺及開發(fā)模式,其次確定APP的主要研究內容。本文目標是在強擾流環(huán)境下完成四種典型案例的風力機選址。主要參考指標選取湍流強度、湍動能、風速加速因子等。故本文針對影響其變化的因素進行了分類,并找到主要因素為:風速、建筑物尺寸、屋頂形狀、建筑群等。得出平屋頂上的風況最好,最有利于風力機的安裝;非平頂建筑屋頂迎風面積越大,其上方的風況對風力機的安裝越不利;曲線型屋頂例如穹頂屋頂和瓦式屋頂最有利于風力機的安裝,且最佳安裝位置都在屋頂的中心位置。影響建筑物群中安裝風力機的因素主要是中間建筑物的高度,排布方式及建筑密度等問題。類似籬笆的薄壁型建筑后方(1-2.6)H范圍內具有集風效應,安裝高度應在地面以上(2.5-3)H。類似集裝箱的建筑上方適合安裝風力機的位置及高度基本相同,為迎風面的中心位置前沿點,高度為(1.42-1.52)H處。因對于平頂建筑周圍風況變化并沒有更詳細的規(guī)律,故本文針對平屋頂長方體建筑進行了不同風速不同尺寸對周圍風況的影響分析。首先按照實際尺寸1:1建模,固定寬度,長度和高度分別選取20m、30m、40m、50m、60m;其次,采取不同的均勻入流后,發(fā)現風速不同對于風加速因子出現的位置、大小及變化的規(guī)律并不產生明顯影響。隨后針對同一屋頂上六個參考點的風況進行分析,得出最適安裝位置;針對安裝點進行分析,發(fā)現隨著長度的增加,滿足安裝條件的高度越高;而隨著高度的增加,弱化了長度變化帶來的影響;將影響規(guī)律擬合成公式,以便更好地為APP的構建提供計算理論依據。隨后根據四種主要情況進行APP頁面內容的分塊,找到合適的應用UI,完成頁面的布置及樣式的設定;根據需求,設置并實現多頁面間的跳轉功能;將以上安裝規(guī)律進行總結、代碼化、設計數據操作并進行程序編寫;主要針對計算的準確性進行測試工作;根據需要進一步完善細節(jié);最后完成APP軟件的打包、簽名及發(fā)布。
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM315;TP311.56
【圖文】：

風電,裝機容量,緒論

第一章緒論第一章緒論究背景及意義年來，我國在風能大規(guī)模開發(fā)利用、裝備研制等方面已經取得了重大進展規(guī)模和利用均居世界首位。截至 2017 年底，我國風電累計裝機容量達到，同比增長 11.7%，增速雖然放緩但仍位居世界首位，如圖 1-1[1]。到 2電將加速規(guī)�；l(fā)展，不斷提高競爭力，進一步實現從“補充能源”向“的轉型[2]。

風力機,高層建筑物,屋頂,國際能源署

圖 1-2 高層建筑物屋頂安裝風力機圖 1-3 科學博物館上方安裝風力機Fig.1-2 Wind turbines installed on the roofof high-rise buildingsFig.1-3 Wind turbines installed abovethe science museum內外研究現狀筑環(huán)境中風紊流特性及風電機組的微觀選址已成為國際能源署（Internati Agency，簡稱 IEA）的前沿熱點課題，且國際能源署 task27 項目組成員針力機進行了多年的研究，并制定了國際電工委員會(IEC)的第三次修訂版， 61400-2 中“第 2 部分：小型風力發(fā)電機”和題為“小型風力發(fā)電機的消費的推薦實施規(guī)程(RP12)[10]。此工作有兩個主要目標，第一個目標是進行全球，以更好地理解 IEC61400-2 中存有疑慮的技術參數；第二個是利用這些研為小型風力機微觀選址提供實用指南。照風力機安裝位置及周圍所處的地形，大致環(huán)境可以分為以下幾種類型：

科學博物館,風力機