三维超声波换能器测风阵列研究

针对三维测风技术中常用的垂直正交测风阵列在消除阴影效应影响方面的缺陷,根据流场特性,设计了一种基于特殊四面体棱边构建的非正交测风阵列。该阵列旨在降低尾迹区湍流对测风路径平均风速的影响,并且对绕流干扰严重的测风路径进行数据补偿。利用GAMBIT软件建立测风阵列模型,通过FLUENT软件改变流场内气体流速和雷诺数等环境参数,仿真两种阵列在低速层流区和高速湍流区的不同性能,获取了速度分布云图和三组换能器所在路径速度折线图,说明了非正交测风阵列能够有效提高三维测风的精度。     

超声波换能器测风阵列的优化设计

为了减弱风场在超声波换能器测风阵列中产生湍流,降低湍流对信号采集精度的影响,分析了换能器阵列影响流场的因素,采用6个收发一体的超声波换能器,设置独立的3条测风路径,根据不同来流方向,建立了风速计算模型,结合换能器晶片的工作特性,改进测风阵列的设计,降低了阴影效应的影响。利用FLUENT软件,通过设置不同的雷诺数、来流风速和风向参数,仿真了流场在阵列中分布特性,得到阵列速度云图和测风路径速度变化图,验证了改进后的测风阵列性能有效提升,说明了所设计阵列能满足测风精度提高的要求。     

面积测风法

文章通过对单经纬仪测风法和基线测风法的分析研究,总结了其各自的优点和不足,并根据需要在吸收基线法测风优点的基础上,提出了一种基于基线法测风的新型测风方法--面积测风法.介绍了面积测风法的计算方法,并重点阐述了其与基线测风法的对比分析以及在风廓线雷达等定型试验和轻兵器试验中所起的重要作用,结果表明面积测风法具有很高的实用价值.     

基于时程分析法的门式起重机脉动风响应规律研究

以40.5 t门式起重机为研究对象,用时程分析法研究其脉动风响应规律,采用Davenport风速谱进行研究,利用Matlab软件模拟出不同计算风速下随时间变化的脉动风。在两种工况下,利用Ansys软件通过APDL命令流导入不同计算风速下的脉动风风压曲线,对门式起重机的结构模型进行瞬态动力学分析,列表归纳得到门式起重机结构在不同计算风速下各方向的最大位移值和最大复合应力取值。得出的结论是:脉动风风速的增大主要影响顺风向时门式起重机结构的变形和复合应力,顺风向脉动风对该机结构具有激励作用,此作用不受门式起重机外部载荷和风速变化的影响。     

微小型多旋翼无人机抗风能力测试平台的研发

目前微小型多旋翼无人机抗风能力测试所采用的风洞实验存在操作难度大、成本高、报废率高和风险高的问题,为此,研发了微小型多旋翼无人机抗风能力平台.该平台包括无人机固定装置、垂直风风机、侧向风风机和控制系统4个部分,提供了一个复杂的垂直和侧向组合的可控风场条件,符合微小型多旋翼无人机抗风能力测试工况,同时具有降低微小型多旋翼无人机风洞测试时的高报废率和高风险的优点,可满足微小型多旋翼无人机抗风能力测试需求.     

多旋翼无人机自适应DUKF姿态估计算法

为解决存在外部加速度和外部电磁场干扰的多旋翼无人机姿态估计问题,首先以四元数为参数建立姿态估计模型,然后使用一种解算精度高、计算量较小的衍生无迹卡尔曼滤波算法(DUKF),在量测更新阶段引入根据残差构造加速度计和磁力计的噪声协方差的自适应策略,提出一种基于DUKF的多旋翼无人机自适应姿态估计算法.通过使用PIX-HAWK飞控的数据进行相关的仿真实验,实验表明,所提算法能极大的减小外部加速度和外部电磁场对多旋翼无人机姿态估计的干扰.     

干扰下方形超高层建筑风压的非高斯特性研究

借助刚性模型测压试验,对干扰状态下的方形超高层建筑表面风压的非高斯特性进行研究.给出非高斯测点数量干扰因子IF和非高斯测点数量占建筑总测点数的比例Q,来分析建筑表面风压非高斯特性受干扰的影响程度.以串列和并列布置为例,对受扰建筑表面风压的非高斯区域进行划分,并给出其风荷载建议值.结果表明:参数Q和IF能够准确地描述受扰...     

四旋翼无人机可视化半实物仿真平台研究

四旋翼无人机的飞行控制是当前无人机研究领域的一个热点,目前的控制设计多采用MATLAB/Simulink进行数值仿真验证,仿真环境中较少考虑机载设备的作用.而在无人机原型开发过程中,又多采用现场调试的方法,不易快速更改控制算法及参数.为提高飞行控制算法开发时的效率,设计并实现了一种四旋翼无人机可视化半实物仿真平台.利用MATLAB实时视窗系统搭建了平台的主框架,将四旋翼无人机的惯性导航传感器及电机控制系统融入平台之中.并且利用了开源飞行模拟软件FlightGear,及对虚拟地球仪软件Google Earth的二次开发,为仿真平台增添了无人机位置、姿态以及航迹的三维可视化显示功能.实验结果表明,该平台运行稳定可靠.     

基于双阵元超声波接收阵列的风矢量测量

针对当前超声波测风仪测量精度不高及抑制噪声干扰能力不强的问题,提出了一种双阵元超声波接收阵列结构及基于该结构的风矢量测量方法。首先,设计了一种基于超声波测风原理的风速风向测量系统结构,该结构中包含一个超声波发射阵元和两个超声波接收阵元;然后,依据该系统结构给出了一种基于相关方法的超声波时延估计算法,根据超声波传输时间与风矢量之间的关系可直接获得风速风向值。最后,通过仿真实验对所提方法的可行性与有效性进行了验证,且通过搭建的双阵元超声波阵列测风系统对所提方法进行了实测数据验证。实验结果表明:设计的结构简单易实现,算法稳定计算复杂度低,并且具有较高的噪声抑制能力。实测环境下风速测量的最大相对误差为2.3%、风向角测量的最大测量误差为-1.5°,基本达到了风矢量测量仪的技术要求。     

多旋翼无人机增稳云台的优化设计

针对现有无人机增稳云台在通用性、结构稳定性等方面存在的问题,优化设计了一种能够兼容大多数无人机的多旋翼无人机增稳云台。对现有无人机增稳云台的两种典型结构进行ANSYS软件仿真分析,通过改变减振球数量、分布位置和减振板外形,来进行优化设计,得到多旋翼无人机增稳云台。在ANSYS软件中对优化设计的多旋翼无人机增稳云台进行静力学与预应力模态分析,数据表明强度、刚度符合要求,并且具有良好的动态性能。     

风廓线仪在低空风切变探测中的应用

低空风切变是航空器起飞、着陆阶段威胁飞行安全的危险因素。文章根据首都机场风廓线探测资料,按照雷雨型、锋面型、逆温型、低空急流型和其他型,对产生的低空风切变过程进行了分类和统计;并利用风廓线探测资料,个例分析了几种产生低空风切变的风场特点。     

风能资源专业观测网测风塔的防雷装置设计

笔者结合多年从事雷电防护工作的经验,根据相关国家标准对风能资源专业观测网测风塔的防雷装置进行设计,希望能对风能资源专业观测网测风塔的建设与应用起到积极作用。     

考虑风速相关性和出力不确定性的风电场运行风险评估

Aiming at the problem that the operation risk assessment of wind farm was not accurate,the wind speed dependence,the wind power output forecasting model,and the operational risk assessment were studied. The matrix transform method was used to simulate the wind speed conditions between different wind farm,and quantity the wind speed conditions with certain correlation. The wind power output model was used to calculate the predicted values of short-termwind power,and the Beta distribution was used to model the conditional probability of a given output. At the same time,in order to quantify the impact of weather factors especially the bad weather on the operation risk assess­ment of wind farm,the two state weather model was used. And an operation risk assessment method of wind farm operation was presented, which took into account the correlation of wind speed and the output uncertainty and the weather factor. The risk assessment process based on non-sequential Monte Carlo method was given,and the improved IEEE-RTS79 system with wind farm was used for the simulation. The results indicate that the method can provide more accurate and reasonable risk assessment results,and provide reference for the operation risk-assessment of wind farms. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

基于风速预测的风电机组自动解缆优化方案研究

针对当前风电机组解缆控制存在的问题,首先对目标风电场的解缆情况进行了统计分析,指出优化解缆控制方案的必要性;然后提出了基于PSO-LSSVM模型的超短期风速预测方法,实现了对未来30 min内平均风速的预测;最后提出了基于超短期风速预测的风电机组自动解缆优化方案,并对目标风电场的解缆控制方案进行了优化升级。测试结果表明PSO-LSSVM模型与LSSVM模型相比具有更高的预测精度,能够满足解缆控制的要求;优化后的解缆控制方案有效降低了因解缆造成的电量损失,具有良好的工程应用价值。     

提高切出风速限功率运行对MW级风机的影响研究

针对提高风电机组切出风速增大发电量会造成机组载荷过大等问题,基于叶素理论、惯性定律等力学基本理论对机组各部件载荷进行了理论计算研究,提出了一种提高切出风速限功率运行的方法,以NWP和NTM风模型作为仿真条件,利用bladed载荷仿真软件,对某公司2 MW风电机组开展了提高切出风速限功率运行的仿真试验研究。研究结果表明,在机组设计载荷范围内,通过提高切出风速限功率运行的方法可以提高理论年发电量约0.76%,机组各部件等效疲劳载荷随功率的增加而增大,极限载荷随输出功率的变化呈不同变化趋势,其与理论分析基本一致。该研究结果为计算MW级风电机组包络载荷、设定切出风速提供了参考。     

海上风力发电现状与发展趋势

介绍了国外海上风电发展现状,提出了风电技术的发展降低了海上风电开发的成本,政府支持是海上风电发展的主要因素。从海上风能资源评估、风电机组及风电场设计等方面论述了海上风电技术的发展。研究结果表明,海上风电技术朝着低成本、大风电机组等方向发展,对我国海上风电发展具有参考价值。     

迈克尔逊风场探测干涉仪视场展宽条件的实现

迈克尔逊风场探测干涉仪视场展宽的实现在于臂玻璃材料的选择和厚度的确定。依据视场展宽的四个条件,经过分析计算,从中国玻璃库中选出了最佳玻璃对,并计算出了臂厚度值。经过验证,此选择很好地满足视场展宽条件。将相关参数输入计算机,通过模拟干涉仪的结构并进行光线追迹,得到了视场展宽干涉图。经过数据反演得到了风速值,与理论值基本一致。     

风动逆风行驶小车的实验

提出以风作动力逆风行驶小车的实验模型及模型小车逆风行驶的条件。通过计算和反复试验，验证了小车逆风行驶功能实现的初步方案。     

船用风传感器试验与分析

本文通过对不同航行状态下,安装于不同位置的风传感器的试验与分析,得出安装在桅杆两侧的风传感器在船体直线航行和转向航行时风速、风向的测量值均受到船体桅杆的影响,影响程度与风向和船向夹角有关。     

风向风速测量仪设计

随着人类对自然界风认识的深入,越来越多的场合需要使用到风的测量。本文主要介绍一套高精度、低功耗的风向风速测量系统。其主要特点是风速测量范围宽、测量精度高、传感器采用数字量输出,可靠性高,传输距离远,系统功耗低。因此可以采用太阳能供电,适合野外使用,可广泛地应用于气象、民航、公路、建筑、能源等行业。