【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地形優化，尤其涉及基于cfd的半削山體地形優化方法及系統。
技術介紹
1、地形優化
涉及對自然地形進行分析、模擬和改進，以實現特定工程項目的需求，該領域包括對地形數據的采集與處理，運用計算流體動力學(cfd)等先進模擬工具，對地形進行優化設計，以提升建筑、能源設施等在不同地理環境中的性能。包括在風力發電、交通基礎設施建設等方面，通過對復雜地形的精確模擬和優化，能夠顯著提高項目的效率和穩定性，領域技術涉及多學科知識，包括地理信息系統(gis)、流體力學、計算機建模和環境工程等。
2、其中，半削山體地形優化方法是一種應用于復雜山地風電場建設的技術方案，其主要用途是在復雜地形條件下，通過對半削山體地形進行精確的cfd建模與仿真，優化風力機的氣流接收條件。該方法旨在提高發電效率和設備穩定性，解決因地形粗糙度和微地形局部差異帶來的分析精度不足問題，通過此技術方案，可以在風力發電過程中，充分利用地形特點，提升風電場的整體性能。
3、現有的半削山體地形優化方法在處理復雜地形時，受限于技術和知識的跨學科整合不足，導致對地形的模擬和優化不夠精確。尤其是在地形數據處理和氣流模擬方面，現有方法無法有效整合和分析大規模的地理和氣象數據，導致模擬結果與實際情況有較大偏差，現有技術在動態調整地形參數和優化氣流結構時，缺乏靈活性和適應性，這直接影響項目的可行性和經濟效益，在風電場建設項目中，由于地形優化不足，導致風力機的布置不理想，風速和氣流分布不均，進而影響整個風電場的發電效率和穩定性。
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1、本專利技術的目的是解決現有技術中存在的缺點，而提出的基于cfd的半削山體地形優化方法及系統。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案，基于cfd的半削山體地形優化方法，包括以下步驟：
3、s1：使用激光掃描儀，將地形掃描數據轉換為點云數據格式，記錄每個點的三維坐標和反射率信息，對點云數據進行標準化處理，生成地形點云數據庫；
4、s2：基于所述地形點云數據庫，連接相鄰點的三維坐標，確定點間空間距離，刪除不合理連接，保留關鍵網格節點，動態調整連接點數量和位置，生成三維地形網格模型；
5、s3：基于所述三維地形網格模型，計算多網格節點處的風速和氣流方向，識別氣流受阻和加速區域，對風速進行局部調整，生成氣流動力學模擬結果；
6、s4：基于所述氣流動力學模擬結果，調整地形網格參數，優化目標區域內的氣流結構和風速分布，生成風速優化配置；
7、s5：使用所述風速優化配置，優化地形配置，減少地形阻力、增加通風路徑，優化整體風場布局，生成地形調整方案；
8、s6：將所述地形調整方案應用于實地地形，進行地形的核驗和微調，檢查調整效果，生成地形核驗結果。
9、作為本專利技術的進一步方案，所述地形點云數據庫包括點坐標、反射信息、數據格式化，所述三維地形網格模型包括節點位置、連接有效性、結構穩定性，所述氣流動力學模擬結果包括風速數據、流向特征、阻力區分析，所述風速優化配置包括調整區域參數、風速均衡、流線優化，所述地形調整方案包括成本參照、效益評估、阻力最小化，所述地形核驗結果包括效果對比、調整驗證、關鍵微調點。
10、作為本專利技術的進一步方案，將地形掃描數據轉換為點云數據格式，記錄每個點的三維坐標和反射率信息，對點云數據進行標準化處理，生成地形點云數據庫的步驟具體為：
11、s101：使用激光掃描儀，圍繞目標地形進行全方位掃描，收集每個點的三維空間坐標與反射率數據，調整掃描角度和間距并控制數據密度，生成原始點云數據集；
12、s102：采用所述原始點云數據集，篩選反射率在設定閾值內的點，對超出預設空間坐標的點進行移除，統一坐標數據格式至地理坐標系，并調整每個數據點的格式與精度，生成標準化點云數據集；
13、s103：利用所述標準化點云數據集，優化數據的存取效率，設置數據分區并對數據進行檢索和管理，生成地形點云數據庫。
14、作為本專利技術的進一步方案，基于所述地形點云數據庫，連接相鄰點的三維坐標，確定點間空間距離，刪除不合理連接，保留關鍵網格節點，動態調整連接點數量和位置，生成三維地形網格模型的步驟具體為：
15、s201：基于所述地形點云數據庫，逐點提取每個數據點的三維坐標，計算與鄰近數據點之間的空間距離，確定點之間的空間位置關系，生成初步三維連接圖；
16、s202：基于所述初步三維連接圖，進行連接的合理性評估，根據評估結果調整網格密度和結構，刪除評估不合理的連接，優化節點布局和網格結構，保留關鍵節點，并進行節點的動態優化，生成優化后的三維結構圖；
17、s203：基于所述優化后的三維結構圖，引用delaunay三角剖分算法，細化關鍵節點的位置調整，對節點數量進行優化處理，包括關注地形特征明顯區域的節點調整，生成三維地形網格模型。
18、作為本專利技術的進一步方案，所述delaunay三角剖分算法的公式如下：
19、z＝a(x-x0)2+b(y-y0)2+clog(h+1)+dsin(θ)
20、其中，z為三維地形網格模型的節點位置，x為東西方向的坐標，y為南北方向的坐標，x0和y0為地形特征明顯區域的中心坐標，h為地形的高度數據，θ為節點與地形特征明顯區域的角度，a、b、c和d為權重系數。
21、作為本專利技術的進一步方案，基于所述三維地形網格模型，計算多網格節點處的風速和氣流方向，識別氣流受阻和加速區域，對風速進行局部調整，生成氣流動力學模擬結果的步驟具體為：
22、s301：在所述三維地形網格模型中部署虛擬傳感器，對每個網格節點的三維坐標進行定位，并實時記錄節點的風速和氣流方向，調整虛擬傳感器的靈敏度和響應時間，優化數據采集的準確性，生成初步氣流檢測數據；
23、s302：分析所述初步氣流檢測數據，采用地理信息對數據進行空間分析，識別并標記風速異常和氣流受阻的地形特征，對地形特征區域進行風速調整，生成細化氣流測量數據；
24、s303：基于所述細化氣流測量數據，評估多類地形對氣流的影響，通過比較調整前后的數據，模擬地形與氣流之間的相互作用，生成氣流動力學模擬結果。
25、作為本專利技術的進一步方案，基于所述氣流動力學模擬結果，調整地形網格參數，優化目標區域內的氣流結構和風速分布，生成風速優化配置的步驟具體為：
26、s401：分析所述氣流動力學模擬結果中的數據，標識風速較低和氣流受阻區域，記錄每個區域內的網格參數，包括網格的尺寸和位置參數，基于網格參數進行地形調整，生成關鍵地形調整參數；
27、s402：基于所述關鍵地形調整參數，調整地形網格的傾斜角度、高度和形狀，改善氣流流動和優化區域風速，并監測調整效果，記錄風速和氣流路徑的變化，生成調整效果數據；
28、s403：利用所述調整效果數據，重新執行氣流動力學模本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，所述地形點云數據庫包括點坐標、反射信息、數據格式化，所述三維地形網格模型包括節點位置、連接有效性、結構穩定性，所述氣流動力學模擬結果包括風速數據、流向特征、阻力區分析，所述風速優化配置包括調整區域參數、風速均衡、流線優化，所述地形調整方案包括成本參照、效益評估、阻力最小化，所述地形核驗結果包括效果對比、調整驗證、關鍵微調點。
3.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，將地形掃描數據轉換為點云數據格式，記錄每個點的三維坐標和反射率信息，對點云數據進行標準化處理，生成地形點云數據庫的步驟具體為：
4.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，基于所述地形點云數據庫，連接相鄰點的三維坐標，確定點間空間距離，刪除不合理連接，保留關鍵網格節點，動態調整連接點數量和位置，生成三維地形網格模型的步驟具體為：
5.根據權利要求4所述的基于CFD的半削山體地形優化方
6.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，基于所述三維地形網格模型，計算多網格節點處的風速和氣流方向，識別氣流受阻和加速區域，對風速進行局部調整，生成氣流動力學模擬結果的步驟具體為：
7.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，基于所述氣流動力學模擬結果，調整地形網格參數，優化目標區域內的氣流結構和風速分布，生成風速優化配置的步驟具體為：
8.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，使用所述風速優化配置，優化地形配置，減少地形阻力、增加通風路徑，優化整體風場布局，生成地形調整方案的步驟具體為：
9.根據權利要求1所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，其特征在于，將所述地形調整方案應用于實地地形，進行地形的核驗和微調，檢查調整效果，生成地形核驗結果的步驟具體為：
10.基于CFD的半削山體地形優化系統，其特征在于，根據權利要求1-9任一項所述的基于CFD的半削山體地形優化方法，所述系統包括：
...【技術特征摘要】
1.基于cfd的半削山體地形優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于cfd的半削山體地形優化方法，其特征在于，所述地形點云數據庫包括點坐標、反射信息、數據格式化，所述三維地形網格模型包括節點位置、連接有效性、結構穩定性，所述氣流動力學模擬結果包括風速數據、流向特征、阻力區分析，所述風速優化配置包括調整區域參數、風速均衡、流線優化，所述地形調整方案包括成本參照、效益評估、阻力最小化，所述地形核驗結果包括效果對比、調整驗證、關鍵微調點。
3.根據權利要求1所述的基于cfd的半削山體地形優化方法，其特征在于，將地形掃描數據轉換為點云數據格式，記錄每個點的三維坐標和反射率信息，對點云數據進行標準化處理，生成地形點云數據庫的步驟具體為：
4.根據權利要求1所述的基于cfd的半削山體地形優化方法，其特征在于，基于所述地形點云數據庫，連接相鄰點的三維坐標，確定點間空間距離，刪除不合理連接，保留關鍵網格節點，動態調整連接點數量和位置，生成三維地形網格模型的步驟具體為：
5.根據權利要求4所述的基于cfd的半削山體地形優化方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐三峽，陳澤兵，楊振峰，艾華，阮寧，劉豐香，錢林飛，李楊，劉磊，胡高碩，韓東，馬騫，李世杰，王海斌，黃鶴，王波，
申請(專利權)人：三峽新能源發電彌勒有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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