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Urbawind 常见问题解答

发布时间:2016-03-07   来源:曼恒数字

1.如何根据气象部门的数据,去计算周边某个点的风流?

我们能用Urbawind所实现的,正是气象数据在空间上的外推,即:以一个点或一个区域性的气象数据为基础,推算计算空间内其它位置(结果点)的风流状况。结果点与测风点的外推关系,是通过对计算区域进行网格划分、并求解三维流体力学方程得到的。


这里我们还可以注意到:已知的气象数据,可以是计算区域内的某一个孤立点的观测数据,也可以是一个区域性的气象数据。


 

2.地面粗糙度不确定,计算是否有效?以及如何考虑地表障碍物?

在Urbawind中,地表粗糙度只有三个等级:水面,沥青,草坪。事实上,在城市区域,这三个粗糙度等级非常容易确定,已经足够用来描述地表特征了。


但这并不是说Urbawind在这方面的的考虑就非常粗糙。事实上,在应用Urbawidn的城市区域风流计算中,如果仅仅用粗糙度来描绘对风流有影响的障碍物,是远远不够的。


因此,为了计算地表建筑物、树木等复杂物体对风流的影响,在Urbawind中我们采用的是引入CAD模型的方式(而在更大尺度的风资源评估如大型风电场中,这些物体仅仅被一个粗糙度数值所代表)。借助CAD模型,我们就可以对障碍物的空间形状进行准确的描绘。对于树木,我们还可以设置它的“孔隙度”,从而更加真实的模拟出不同密度的树木对风流的影响。



图表 1:CAD模型:建筑物(实体)与树木(多孔性元素)


 

3.Urbawind的计算流程 下面这张图可以说明Urbawind的计算流程。


图表 2:Urbawind的计算流程

第一步:创建工程 在这一步主要是对项目进行建模,获取地形数据,设置地表粗糙度,载入代表建筑物的CAD模型等。


图表 3:工程定义

  第二步:定向计算 定向计算是Urbawind中的一个重要概念。为了进行气象数据的外推,就必须获取测风点与计算区域内的其它位置的风流特征的关系。这些关系就是由定向计算的结果确定的。 所谓定向计算,就是在特定方向上,生成入口模拟风,并进行三维流体力学方程的求解。这样,通过一次定向计算,我们可以获得在该方向上的风流特征。如果在360度全风向上,每隔一定的角度(如30度)都进行一次计算,就获得了在各个方向上的风流特征。每进行一次定向计算,软件将自动生成计算网格。

图表 4:网格生成



图表 5:定向计算结果(平均风加速因数)

  第三步:综合 这时,我们就需要引入测风点或区域性的气象观测数据。软件根据定向计算结果,将已知的气象数据外推到其它位置。用户可以直接以图形或表格的方式获得结果点上的风流特征。 另外,根据用户的不同需要,Urbawind可以做多方面的评估,如行人舒适度分析、城市风电发电量计算、建筑物自然通风计算。


图表 6:综合输出(舒适度、风能、自然通风)