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1.3 风荷载结构体型系数区域划分的意义 风荷载是光伏支架结构的主要荷载之一,风荷载的合理取值对光伏支架结构设计具有重要的意义。 如果风荷载结构体型系数的选取不当,抗风设计与计算就可能产生较大的误差,并对局部风压的预测和维护体系设计的安全具有重要的影响。 采用CFD软件对大型地面光伏电站风荷载结构体型系数区域进划分,对不同区域内的单元结构采用相应的结构体型系数进行结构设计。会使得设计更符合实际,同时避免光伏支架结构设计浪费大量的材料。 2 地面光伏电站的CFD模拟 2.1 计算模型 光伏系统采用广东保威新能源有限公司的标准光伏组件,组件面积3300mm X 9900mm。一个结构单元为2X10结构(2行10列),即每行有10块光伏组件面板。组件结构倾角20o。 光伏阵列模型的几何模型尺寸(长x宽x高)为62.5m x 50.7m x 1.93m(10行x 5列单元结构),每行有5个结构单元。 计算域边界面和建筑物表面采用三角形非结构网格单元进行离散,体网格采用四面体单元进行划分,共划分网格约5,000,000个。 光伏单元阵列排布图见图3。参考坐标系为:x为计算域长度方向,y为计算模型高度方向。 图1-光伏阵列结构平面布置图 2.2.1.入口边界条件 采用速度入口边界条件(inlet),来流为我国荷载规范中的B类地面粗糙度剪切流,平均风速剖面[1]为: —标准参考高度,我国标准参考高度取10m; —标准参考高度处的平均风速,相应的平均风速按计算; —任一高度; —任一高度处的平均风速; —地面粗糙度指数,我国规范B类地面粗糙度。 来流湍流特性通过直接给定湍流动能和湍流耗散率值[14]的方式来定义: —湍流特征尺度,参考日本规范[13],按照(4)式计算。 |