核电厂微地形风场分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了核电厂微地形风场分析方法及系统，包括S1：建立核电厂3D模型；S2：确定核电厂3D模型的CFD(计算流体力学)计算域；S3：对CFD计算域进行网格划分；S4：确定CFD计算域的边界条件参数以及由不同边界条件参数组成的至少一组计算工况；S5：基于网格划分后的CFD计算域和计算工况进行CFD数值模拟，得到CFD计算域的微地形风场分布情况。本发明专利技术通过构造一种基于CFD风场模拟技术的核电厂微地形风场分析方法，实现了根据核电厂的宏观风场信息获取厂区内各局部区域微地形风场实际影响特征的功能，有效识别不同台风影响情况下核电厂的风险敏感区域，解决目前核电厂对厂区局部风场认知缺失的问题，为台风风险识别、防台准备、应急响应和工程改造提供支持。应和工程改造提供支持。应和工程改造提供支持。

【技术实现步骤摘要】
核电厂微地形风场分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及核电厂防台风
，尤其涉及一种核电厂微地形风场分析方法及系统。

技术介绍

[0002]核电厂的台风监测预警目前主要依靠大尺度的气象预报和厂址附近气象站观测数据，难以体现厂区局部区域真实的风场影响。由于厂区构筑物的布置会对台风微地形下的风场产生影响，可能导致构筑物之间的局部区域风速、风压超过气象预报和周边气象站观测结果，形成“狭管效应”。这会造成核电厂实际台风影响超过预期，而这些超过预期的区域可能就是台风实际来临时对核安全产生影响的风险敏感区域。目前，无法有效分析和识别这些风险敏感区域是制约防台的应急准备、应急响应、技术改造等工作效果的一个重要因素。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提供一种核电厂微地形风场分析方法及系统。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂微地形风场分析方法，包括以下步骤：
[0005]S1：建立核电厂3D模型；
[0006]S2：确定所述核电厂3D模型的CFD计算域；
[0007]S3：对所述CFD计算域进行网格划分；
[0008]S4：确定所述CFD计算域的边界条件参数以及由不同所述边界条件参数组成的至少一组计算工况；
[0009]S5：基于网格划分后的所述CFD计算域和计算工况进行CFD数值模拟，得到所述CFD计算域的微地形风场分布情况。
[0010]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S1之前包括：
[0011]S0：采集核电厂厂址信息；
[0012]所述步骤S1包括：基于所述核电厂厂址信息建立核电厂3D模型。
[0013]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S0包括：
[0014]S01：采集核电厂的地形曲面数据，包括核电厂的厂址及周边地形高程数据；
[0015]S02：采集构筑物数据，包括核电厂构筑物的位置、布置、尺寸以及外形数据。
[0016]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S1包括：
[0017]S11：基于所述地形曲面数据建立核电厂厂区地形曲面3D模型；
[0018]S12：基于所述构筑物数据建立核电厂厂区构筑物及其分布3D模型；
[0019]S13：基于所述地形高程数据、所述核电厂构筑物的位置数据、所述核电厂构筑物的布置数据并整合所述核电厂厂区地形曲面3D模型和所述核电厂厂区构筑物及其分布3D
模型，形成核电厂3D模型。
[0020]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述CFD计算域包括地形A，其为目标求解区域，包括核电厂求解区域内目标建筑群和对构筑物有影响的地形；
[0021]所述CFD计算域还包括在所述地形A周边的扩展区B以及在所述扩展区B周边的过渡区C，以考虑周边地形的影响。区域B的地形分布与实际地形高程保持一致，区域C地形的高程参照负指数率衰减，从实际地形过渡到指定高度位置。
[0022]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S3包括：
[0023]S31：采用多面体网格划分技术，根据台风对所述CFD计算域中不同区域的影响重要度进行动态网格划分。
[0024]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述边界条件参数包括风向、风速和高度，以及根据厂区风廓线确定的不同高度的风速分布情况；
[0025]所述计算工况为由不同所述边界条件参数的至少一种组合确定的恒定风场，以代表核电厂可能受到的台风影响情况。
[0026]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S5包括：
[0027]基于网格划分后的所述CFD计算域，由所述计算工况对应的风向、不同高度的风速分布情况确定所述CFD计算域边界的风场特征，以及确定CFD计算参数的设置，建立求解方程组，利用CFD计算软件开展数值模拟计算，得到整个所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果；
[0028]所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果包括所述CFD计算域内各测点的风速计算结果和所述CFD计算域内各测点的压强计算结果。
[0029]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述方法还包括：
[0030]S6：对所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果进行处理和分析，得到所述CFD计算域的风场数据，形成结果数据库。
[0031]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S6包括：
[0032]根据所述CFD计算域内各测点距地z高度处的风速计算结果和所述CFD计算域侧边界距地z高度处的来流参考风速，通过计算分析得到所述CFD计算域内各测点距地z高度处的风速比。
[0033]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析方法中，所述步骤S6包括：
[0034]根据所述CFD计算域内各测点的压强计算结果、空气密度和核电厂求解区域内最高建筑顶部距地H高度处的参考风速，通过计算分析得到所述CFD计算域内各测点的压力系数。
[0035]本专利技术还构造了一种核电厂微地形风场分析系统，包括：
[0036]建立模块，用于建立核电厂3D模型；
[0037]计算域模块，用于确定所述核电厂3D模型的CFD计算域；
[0038]网格模块，用于对所述CFD计算域进行网格划分；
[0039]计算工况模块，用于确定所述CFD计算域的边界条件参数以及由不同所述边界条件参数组成的至少一组计算工况；
[0040]模拟模块，用于基于网格划分后的所述CFD计算域和计算工况进行CFD数值模拟，得到所述CFD计算域的微地形风场分布情况。
[0041]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析系统中，所述系统还包括：
[0042]采集模块，用于采集核电厂厂址信息；
[0043]所述建立模块，进一步用于基于所述核电厂厂址信息建立核电厂3D模型。
[0044]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析系统中，所述采集模块包括：
[0045]地形采集模块，用于采集核电厂的地形曲面数据，包括核电厂的厂址及周边地形高程数据；
[0046]构筑物采集模块，用于采集构筑物数据，包括核电厂构筑物的位置、布置、尺寸以及外形数据。
[0047]优选地，在本专利技术所述的核电厂微地形风场分析系统中，所述建立模块包括：
[0048]地形建立模块，用于基于所述地形曲面数据建立核电厂厂区地形曲面3D模型；
[0049]构筑物建立模块，用于基于所述构筑物数据建立核电厂厂区构筑物及其分布3D模型；
[0050]核电厂建立模块，用于基于所述地形高程数据、所述核电厂构筑物的位置数据、所述核电厂构筑物的布置数据并整合所述核电厂厂区地形曲面3D模型和所述核电厂厂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立核电厂3D模型；S2：确定所述核电厂3D模型的CFD计算域；S3：对所述CFD计算域进行网格划分；S4：确定所述CFD计算域的边界条件参数以及由不同所述边界条件参数组成的至少一组计算工况；S5：基于网格划分后的所述CFD计算域和计算工况进行CFD数值模拟，得到所述CFD计算域的微地形风场分布情况。2.根据权利要求1所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S1之前包括：S0：采集核电厂厂址信息；所述步骤S1包括：基于所述核电厂厂址信息建立核电厂3D模型。3.根据权利要求1所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S0包括：S01：采集核电厂的地形曲面数据，包括核电厂的厂址及周边地形高程数据；S02：采集构筑物数据，包括核电厂构筑物的位置、布置、尺寸以及外形数据。4.根据权利要求3所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11：基于所述地形曲面数据建立核电厂厂区地形曲面3D模型；S12：基于所述构筑物数据建立核电厂厂区构筑物及其分布3D模型；S13：基于所述地形高程数据、所述核电厂构筑物的位置数据、所述核电厂构筑物的布置数据并整合所述核电厂厂区地形曲面3D模型和所述核电厂厂区构筑物及其分布3D模型，形成核电厂3D模型。5.根据权利要求1所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述CFD计算域包括地形A，其为目标求解区域，包括核电厂求解区域内目标建筑群和对构筑物有影响的地形；所述CFD计算域还包括在所述地形A周边的扩展区B以及在所述扩展区B周边的过渡区C，以考虑周边地形的影响。6.根据权利要求1所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31：采用多面体网格划分技术，根据台风对所述CFD计算域中不同区域的影响重要度进行动态网格划分。7.根据权利要求1所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述边界条件参数包括风向、风速和高度，以及根据厂区风廓线确定的不同高度的风速分布情况；所述计算工况为由不同所述边界条件参数的至少一种组合确定的恒定风场，以代表核电厂可能受到的台风影响情况。8.根据权利要求7所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S5包括：基于网格划分后的所述CFD计算域，由所述计算工况对应的风向、不同高度的风速分布情况确定所述CFD计算域边界的风场特征，以及确定CFD计算参数的设置，建立求解方程组，利用CFD计算软件开展数值模拟计算，得到整个所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果；所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果包括所述CFD计算域内各测点的风
速计算结果和所述CFD计算域内各测点的压强计算结果。9.根据权利要求8所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述方法还包括：S6：对所述CFD计算域内各测点的风场分布参数计算结果进行处理和分析，得到所述CFD计算域的风场数据，形成结果数据库。10.根据权利要求9所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S6包括：根据所述CFD计算域内各测点距地z高度处的风速计算结果和所述CFD计算域侧边界距地z高度处的来流参考风速，通过计算分析得到所述CFD计算域内各测点距地z高度处的风速比。11.根据权利要求9所述的核电厂微地形风场分析方法，其特征在于，所述步骤S6包括：根据所述CFD计算域内各测点的压强计算结果、空气密度和核电厂求解区域内最高建筑顶部距地H高度处的参考风速，通过计算分析得到所述CFD计算域内各测点的压力系数。12.一种核电厂微地形风场分析系统，其特征在于，包括：建立模块，用于建立核电厂3D模型；计算域模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯丙辰，王晗丁，陈玉婷，李琼哲，杨建峰，朱晓军，黄立华，杨志超，黄乾，刘国华，圣国龙，郭建兵，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：