【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水轮机尾流计算领域，特别是涉及一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法、系统、设备、介质及产品。
技术介绍
1、随着对于节能减排以及气候变化等关注的日益强烈，可再生能源利用技术得到了越来越多的关注，海洋可再生能源简称海洋能，是可再生能源的一种，包括潮流能、潮汐能、波浪能等。其中潮流能资源丰富，转换利用技术成熟，开发前景非常可观。潮流能转化利用装置形式主要以水平轴水轮机和垂直轴水轮机为主，而实际潮流能开发伴随着大规模的水轮机布置，前排轮机产生的尾流对于后排轮机的输入流速影响剧烈。而基于计算流体力学技术（cfd），利用数值模拟的方法开展水轮机阵列优化布局，需要海量的计算资源，无法快速进行大规模水轮机阵列布局优化，因此发展尾流速度计算方法及模型对于大规模潮流能开发利用至关重要。
2、水平轴水轮机尾流模型方面，有学者通过借鉴风机中的jensen尾流模型进行阵列布局研究，取得了较好的效果，但是该模型仅能推算随纵向距离的速度变化，未能考虑诸如湍流强度变化对于尾流速度的影响。而在垂直轴水轮机方面，目前尚未有学界公认的计算效果较好的尾流模型。lam学者通过借鉴高斯曲线，并考虑垂直轴水轮机的特点，提出了适用于垂直轴水轮机的尾流模型，但也未能考虑湍流强度变化的影响。而在海洋实际水体环境中，时刻存在着大小不一的涡旋，湍流强度的变化十分剧烈，并且湍流强度变化对于水轮机尾流速度的影响非常显著。已有的尾流计算方法在此方面有明显的局限性，目前亟需发展考虑湍流强度等实际海洋物理量的尾流速度模型，提升尾流模型的精确度以及适用范围，支撑海洋能的
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法、系统、设备、介质及产品，可提高尾流速度预测的准确性。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案。
3、第一方面，本申请提供了一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，包括：拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式；所述形变系数包括尾流加速系数、速度谷值恢复系数和速度谷宽系数；建立垂直轴水轮机的最小尾流速度、沿垂直轴水轮机下游的纵向距离和湍流强度的数学关系式；基于所述改进后的公式和所述数学关系式构建垂直轴水轮机尾流速度计算公式；基于所述垂直轴水轮机尾流速度计算公式计算垂直轴水轮机尾流速度。
4、第二方面，本申请提供了一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算系统，包括：第一公式构建模块，用拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式；所述形变系数包括尾流加速系数、速度谷值恢复系数和速度谷宽系数；数学关系式构建模块，用于建立垂直轴水轮机的最小尾流速度、沿垂直轴水轮机下游的纵向距离和湍流强度的数学关系式；第二公式构建模块，用于基于所述改进公式和所述数学关系式构建垂直轴水轮机尾流速度计算公式；尾流速度计算模块，用于基于所述垂直轴水轮机尾流速度计算公式计算垂直轴水轮机尾流速度。
5、第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法。
6、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法。
7、第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法。
8、根据本申请提供的具体实施例，本申请具有以下技术效果。
9、（1）预测精度提高：本申请通过引入非变量高斯曲线的形变系数，并考虑物理因素（沿垂直轴水轮机下游的纵向距离和湍流强度）对尾流横向速度的影响，极大提高了尾流速度的预测精度，使其在高速区与仿真结果的匹配度更高。
10、（2）应用灵活性强：通过建立垂直轴水轮机的最小尾流速度、沿垂直轴水轮机下游的纵向距离和湍流强度的数学关系式，使得最终的垂直轴水轮机尾流速度计算公式能够适应不同的流体条件，为水轮机阵列布局及优化提供了灵活且可靠的计算工具。
11、（3）便于实际应用：与现有方法相比，本申请无需通过数值模拟直接提取最小速度，而是通过公式计算，简化了实际应用中的操作步骤，提高了工程使用的便利性。
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1.一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式，具体包括：
3.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，在拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式之后，还包括：确定湍流强度、纵向距离和所述形变系数的关系式；
4.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，所述改进后的公式为：
5.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，所述数学关系式为：
6.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，所述垂直轴水轮机尾流速度计算公式为：
7.一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-6中任一项所述的海洋能垂直轴水轮机尾
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法。
...【技术特征摘要】
1.一种海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式，具体包括：
3.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，在拟合高斯曲线的形变系数，确定改进后的公式之后，还包括：确定湍流强度、纵向距离和所述形变系数的关系式；
4.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，所述改进后的公式为：
5.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，其特征在于，所述数学关系式为：
6.根据权利要求1所述的海洋能垂直轴水轮机尾流速度计算方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯二虎，武贺，王子瑶，朱丽宁，陈家庆，张松，白杨，丁杰，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：发明
国别省市：
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