【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及計算流體動力學，尤其涉及一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法和裝置。
技術介紹
1、絕緣子屬于電力系統中的重要器件，為了保持絕緣子的工作性能，需要經常對絕緣子進行清洗，以去除絕緣子表面的污垢。
2、目前，在清洗電力系統中絕緣子的時候，為了減少人工勞動量，一般可以采用無人機搭載激光器的方式對絕緣子進行清洗。但是，無人機搭載激光器對絕緣子進行清洗的過程中，無人機會受到氣流擾動的影響，導致無人機的飛行姿態不夠穩定，降低了無人機搭載激光器清洗絕緣子的效率。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法和裝置，用以解決現有技術中無法維持無人機搭載激光器清洗絕緣子的過程中無人機姿態穩定性的技術問題。
2、一方面，本專利技術提供一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，包括：
3、將預先建立的無人機搭載激光器的三維幾何模型導入到流體-熱瞬態分析系統中；
4、基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定所述三維幾何模型的流體域；
5、對所述流體域進行網格劃分，得到網格化流體域；
6、確定所述無人機和所述激光器的材料屬性以及所述流體域的邊界參數和初始參數；
7、基于所述流體-熱瞬態分析系統確定所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的模擬場景；
8、基于所述模擬場景、所述邊界參數、所述初始參數和所述材料屬性確定所述網格化流體域的外流場。
9、根據本專
10、基于預先建立的無人機搭載激光器的三維幾何模型的尺寸參數，在流體-熱瞬態分析系統中劃分出一個整體流場域；
11、將所述三維幾何模型導入到所述整體流場域中。
12、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定所述三維幾何模型的流體域，包括：
13、基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定無人機的各個旋翼各自對應的旋翼流體域；
14、從所述整體流場域中分離出無人機底座的底座壁面形狀、激光器的激光器壁面形狀以及各個旋翼的滑移區域的旋翼壁面形狀；
15、基于所述底座壁面形狀、激光器壁面形狀和所述旋翼壁面形狀，確定所述三維幾何模型的固體域；
16、從所述整體流場域中減去所述固體域，得到所述三維幾何模型的流體域。
17、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述對所述流體域進行網格劃分，得到網格化流體域，包括：
18、確定所述流體域中的無人機旋翼旋轉域和激光器發出激光束區域；
19、基于四面體網格和補丁適形法對所述流體域進行網格劃分，并對所述無人機旋翼旋轉域和所述激光器發出激光束區域進行網格細化，得到網格化流體域。
20、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統確定所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的模擬場景，包括下列中的至少一種：
21、基于所述流體-熱瞬態分析系統，選擇k-ε湍流模型；其中，所述k-ε湍流模型用于分析所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場；
22、基于所述流體-熱瞬態分析系統，定義激光器的熱源特性；
23、基于所述流體-熱瞬態分析系統，激活求解器中的能量方程；
24、基于所述流體-熱瞬態分析系統，設置激光器的激光熱源；
25、基于所述流體-熱瞬態分析系統，定義激光器發出的激光束參數。
26、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述k-ε湍流模型用以下公式表示：
27、
28、
29、其中， k表示湍流動能，表示算子， d表示距光斑中心的距離， ρ表示流體密度， u表示分子粘度， ut表示湍流粘度， pk表示湍流動能產生項， pb表示浮力產生項，表示湍動能耗散率，表示湍流模型中的修正項，表示湍動能源項，表示第 i方向上的空間坐標，表示湍流粘度，表示湍動能數， t表示時間。
30、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，基于所述流體-熱瞬態分析系統，設置激光器的激光熱源，包括：
31、引入高斯分布激光熱源；
32、定義激光熱源的熱流密度分布；
33、設置激光熱源的激光功率密度及激光熱源的空間分布。
34、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述高斯分布激光熱源通過以下公式表示：
35、
36、其中， p(ρ)表示在距離熱源中心點半徑為 ρ處的功率密度， pe為激光熱源中心的功率密度，為熱源分布寬度參數，表示從熱源中心到任意一點的距離。
37、根據本專利技術提供的一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，所述整體流場域的形狀為圓柱體形狀。
38、另一方面，本專利技術還提供一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析裝置，包括：
39、模型導入模塊，用于將預先建立的無人機搭載激光器的三維幾何模型導入到流體-熱瞬態分析系統中；
40、流體域確定模塊，用于基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定所述三維幾何模型的流體域；
41、網格劃分模塊，用于對所述流體域進行網格劃分，得到網格化流體域；
42、參數確定模塊，用于確定所述無人機和所述激光器的材料屬性以及所述流體域的邊界參數和初始參數；
43、模擬場景確定模塊，用于基于所述流體-熱瞬態分析系統確定所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的模擬場景；
44、外流場分析模塊，用于基于所述模擬場景、所述邊界參數、所述初始參數和所述材料屬性確定所述網格化流體域的外流場。
45、另一方面，本專利技術還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現如上述任一種所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法。
46、本專利技術提供的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法和裝置，基于流體-熱瞬態分析系統，確定三維幾何模型的流體域，對流體域進行網格劃分，得到網格化流體域，有利于提高后續步驟的計算效率和計算結果的準確性和可本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述將預先建立的無人機搭載激光器的三維幾何模型導入到流體-熱瞬態分析系統中，包括：
3.根據權利要求2所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定所述三維幾何模型的流體域，包括：
4.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述對所述流體域進行網格劃分，得到網格化流體域，包括：
5.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統確定所述無人機搭載激光器清洗絕緣子的模擬場景，包括下列中的至少一種：
6.根據權利要求5所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述k-ε湍流模型用以下公式表示：
7.根據權利要求5所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，基于所述流體-熱瞬態
8.根據權利要求7所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述高斯分布激光熱源通過以下公式表示：
9.根據權利要求2所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述整體流場域的形狀為圓柱體形狀。
10.一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述將預先建立的無人機搭載激光器的三維幾何模型導入到流體-熱瞬態分析系統中，包括：
3.根據權利要求2所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統，確定所述三維幾何模型的流體域，包括：
4.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述對所述流體域進行網格劃分，得到網格化流體域，包括：
5.根據權利要求1所述的無人機搭載激光器清洗絕緣子的外流場分析方法，其特征在于，所述基于所述流體-熱瞬態分析系統確定所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳澤榮，曹曉蝶，蔡煥捷，李偉青，徐鴻楷，杜媛，郭子揚，曹小龍，鄭潔，齊建芬，吳嘉俊，王雙喜，
申請(專利權)人：華能廣東能源開發有限公司汕頭電廠，
類型：發明
國別省市：
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