【技術實現步驟摘要】
本申請涉及陸基傘梯式高空風能捕獲領域，特別涉及面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法。
技術介紹
1、陸基式高空傘梯風能捕獲技術是一種將一列做功傘（阻力傘）組成的傘梯與地面設備通過牽引纜繩相連，利用做功傘打開后在風中獲得氣動力，拉拽繩索產生沿繩索方向的牽引力，牽引力經過一些傳動裝置轉換驅動發電機組轉動，將牽引力拉拽繩索伸長做的功轉化為電能的高空風能捕獲方式。
2、由于做功傘呈鈍體外形，存在較大的流動分離，產生的尾流會對后傘的氣動性能造成不利影響，進而降低傘梯的捕風能力。在傘梯的設計過程中，為了減少上述尾流的不利影響，會設置較大的做功傘間距，使前一個做功傘產生的尾流盡可能耗散，以期減弱尾流對后傘氣動性能的影響。但是，目前針對傘梯系統做功傘間距方案的設計，尚未有量化的標準或方法去指導。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提供了面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，針對陸基高空傘梯捕風裝置，基于符號回歸方法與cfd仿真模擬，以做功傘后流動速度的恢復程度為量化標準，實現僅需要少量cfd仿真的實驗數據，便可以指導傘梯做功傘間距的可量化設計。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，包括：
3、s1、數據準備：根據傘梯運行的典型工況，通過cfd仿真采集得到三維樣本數據集；
4、s2、尾流影響建模：根據三維樣本數據集，利用符號回歸方法建立做功
5、s3、量化評估：采用做功傘后尾流影響的評估模型對做功傘后尾流影響進行量化評估。
6、進一步地：s1包括：
7、s11、基于傘梯的運行高度區間以及風場條件，確定傘梯運行中做功傘所處位置的風速區間，密度區間以及傘梯運行的傾角區間；
8、s12、選取區間范圍內的風速v、傘梯傾角β、密度ρ進行組合，將組合得到的若干組（v,β,ρ）作為cfd各工況輸入參數；
9、s13、根據cfd各工況輸入參數，利用cfd仿真得到單個做功傘后方的流場速度數據；
10、s14、對單個做功傘后方的流場速度數據進行處理，得到處理后的做功傘后流場速度數據，作為三維樣本數據集。
11、進一步地：處理后的做功傘后流場速度數據中，傘后流動速度恢復系數樣本數據通過傘后尾流速度vz以主流速度為v為基準進行歸一化處理得到；
12、傘梯傾角通過傘梯傾角β將單位轉化為弧度制得到；
13、無量綱化間距l/d以做功傘直徑d為參考長度，對做功傘間距l進行無量綱化處理得到。
14、進一步地：s2具體包括：
15、s21、選取三維樣本數據集中的傘梯傾角和無量綱化間距l/d并結合因變量傘后流動速度恢復系數a作為符號回歸方法的自變量；
16、s22、通過符號回歸方法生成表達式；
17、其中， f為關系的擬合函數表達；
18、s23、計算擬合函數計算結果a與傘后尾流速度訓練數據間的二范數誤差，評估各個待選表達式的適應度；
19、s24、對各個待選表達式進行遺傳、交叉和突變操作；
20、s25、重復步驟s23至s24，直至迭代數或者精度滿足要求，對比同一工況下各待選表達式函數曲線和仿真結果散點圖，取對比差異最小的待選表達式作為最佳參數表達式；
21、s26、將最佳參數表達式作為做功傘后尾流影響的評估模型。
22、進一步地：s24包括：
23、s241、利用遺傳算法搜索a與二范數誤差最小的待選表達式，同時采用交叉操作交換部分樣本數據位置；
24、s242、利用突變操作對部分樣本數據進行隨機更改。
25、本專利技術的有益效果為：
26、1.基于符號回歸方法，不僅分析了做功傘間距與尾流影響程度的關系，還考慮了傘梯運行過程中傾角變化對尾流形態的影響，豐富了影響參數空間，更符合實際工程模型；
27、2.填補了對于現階段傘梯系統方案設計中，做功傘間距設計相關參考標準的空白。
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1.面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，S1包括：
3.根據權利要求2所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，處理后的做功傘后流場速度數據中，傘后流動速度恢復系數樣本數據通過傘后尾流速度Vz以主流速度為V為基準進行歸一化處理得到；
4.根據權利要求1所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，S2具體包括：
5.根據權利要求4所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，S24包括：
【技術特征摘要】
1.面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，s1包括：
3.根據權利要求2所述的面向高空傘梯捕風裝置的做功傘后尾流影響量化評估方法，其特征在于，處理后的做功傘后流場速度數據中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高傳強，謝文杰，羅必雄，任宗棟，段德萱，史子頡，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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