太阳能阵列空气动力学研究 --- 基于CFD数值仿真

索比光伏网讯:本文主要是通过体型系数规范现状、对于太阳能阵列体型系数的疑问、计算流体力学（CFD）、CFD数值仿真太阳能阵列、计算结果分析和结论几个部分来阐述基于CFD数值仿真下的“太阳能阵列空气动力学”。  1.    体型系数规范现状：从国内《建筑结构荷载规范》定义其体型系数的缺点来看，主要有：只规定了单体建筑，对于群体建筑不适用；只规定了简单建筑结构，对于复杂的建筑结构不适用；没有适合于光伏电站设计的对应体型系数。   目前，对特殊建筑体型系数，通常情况下会另外做研究计算，做模拟风洞实验，比如：2005年，北京首都机场3号航站楼风载荷和响应研究；2005年，广东新白云国际机场机库风载荷体型系数研究；2009年，大跨度机库结构风载荷体型系数研究；2010年，输电钢管塔体型系数风洞实验研究。                                                                                     2. 对于太阳能阵列体型系数的疑问：目前我们是将太阳能所有排体型系数设为同一值，但问题是“能不能使用各个排的实际体型系数？”如果可行，好处是：可节省材料消耗，以及降低光伏电站建设成本。   3. 计算流体力学（CFD）：计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD) ，是利用高速计算机求解流体流动的偏微分方程组，从而改进设计的一门学科。目前在航空航天等工程领域都有广泛的应用。           CFD准确性的探究，小实验：CFD模拟计算双坡屋面的体系系数，最后得出的结果与国内《建筑结构荷载规范》对双坡屋面的体型系数定义基本一致。   4. CFD数值仿真太阳能阵列：计算域(类似于风洞室）长240m，宽180m，高100m，十排阵列，风速30m/s，导入计算。        5. 计算结果示意：侧视：顺风逆风速度云图，压力云图。 顺风板1正面体型系数等值线图     顺风板1背面体型系数等值线图   逆风各板体型系数：    6. 结论CFD仿真计算得出了两大结果：阵列体型系数，迎风面最大，中间排最小；阵列受到风压，迎风面最大，中间排最小。因此，按实际体型系数建设光伏电站，将大大减少用钢量，大大减少建材的浪费，获得最大的收益。