近日,云廬科技受邀參與編寫國家能源局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陸上風(fēng)電場工程安全監(jiān)測實施技術(shù)規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)由國家能源局科技司歸口管理,重慶大學(xué)周緒紅院士團隊、中國電建集團重慶工程有限公司總工程師王松團隊牽頭主編,中國電建集團、中國長江三峽集團、中國能源建設(shè)集團、中國國電集團、清華大學(xué)、同濟大學(xué)等多家單位及部門參編。作為CAE領(lǐng)域的佼佼者,云廬科技此次“跨界”受邀源于多年來將CAE應(yīng)用于風(fēng)電領(lǐng)域的努力和效力。

發(fā)揮示范帶動作用,突出保安全、兜底限的定位

《關(guān)于加快能源領(lǐng)域新型標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出,應(yīng)“堅持積極穩(wěn)妥,樹立能源標(biāo)準(zhǔn)體系權(quán)威”,在風(fēng)電等新興能源領(lǐng)域,率先推進新型標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),發(fā)揮示范帶動作用。保安全、兜底限是能源標(biāo)準(zhǔn)體系層級結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)定位。

以CAE+AI為核心的數(shù)字孿生技術(shù)助力標(biāo)準(zhǔn)的先進性、科學(xué)性

《陸上風(fēng)電場工程安全監(jiān)測實施技術(shù)規(guī)范》屬于工程建設(shè)類標(biāo)準(zhǔn),包含了對陸上風(fēng)電塔筒、塔架結(jié)構(gòu)、陸上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工過程中的安全及耐久性監(jiān)測技術(shù)的實施與驗收。云廬科技率先將CAE+AI為核心的數(shù)字孿生技術(shù)用于風(fēng)電場工程安全監(jiān)測,多年來積累的技術(shù)經(jīng)驗和工程經(jīng)驗,為標(biāo)準(zhǔn)制定的先進性、科學(xué)性提供了豐富的素材。

CAE是云廬科技的核心技術(shù)。自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)、流體、電磁、傳質(zhì)傳熱等物理場及其相互耦合仿真,能實現(xiàn)多場(10+)、多域、多尺度的超大規(guī)模數(shù)值模擬。即將發(fā)布的通用數(shù)仿真云平臺“云朏”是云廬科技多年來耕耘CAE技術(shù)的結(jié)晶。除有限元(FEM)之外,“云朏”還集成DEM、FVM、LBM、SPH等多種方法,具備獨有的邊界、本構(gòu)和單元。“云朏”平臺能對風(fēng)電場基礎(chǔ)、塔筒、塔架進行整體分析合理的簡化,減少不必要的計算量,重點位置考慮每個環(huán)節(jié)不同的工況進行精細(xì)計算。工程師還可以運用“云朏”將仿真算法與工程算法結(jié)合進行相互印證。

CAE+AI為核心的數(shù)字孿生技術(shù)為業(yè)界獨有。將數(shù)值仿真與機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等基礎(chǔ)算法相結(jié)合是其中的難點,這就為場景的數(shù)字孿生提供了實時診斷、動態(tài)預(yù)測的能力。目前云廬科技數(shù)字孿生平臺“云奚”已發(fā)布結(jié)構(gòu)、巖土、市政、水利、環(huán)境及能源相關(guān)30余項基礎(chǔ)場景。在風(fēng)電場工程安全領(lǐng)域,為風(fēng)電場基礎(chǔ)、塔筒結(jié)構(gòu)安全進行事前預(yù)測、事中診斷、事后評估。

風(fēng)電領(lǐng)域全生命周期的技術(shù)服務(wù)

云廬科技曾獨立開發(fā)全三維有限元風(fēng)電機組基礎(chǔ)設(shè)計系統(tǒng),依靠核心技術(shù)和大量實際工程分析計算經(jīng)驗,有效解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、應(yīng)力轉(zhuǎn)化受力方向的內(nèi)力、復(fù)雜內(nèi)力、配筋等關(guān)鍵設(shè)計問題,同時該系統(tǒng)完成一個項目的建模、分析和設(shè)計校核全過程只需0.5天,設(shè)計時間大大縮短(通用有限元軟件至少需要7天)。

云廬科技服務(wù)于300多項傳統(tǒng)塔筒及基礎(chǔ)的工程安全監(jiān)測和高精尖項目。其中,某世界最高風(fēng)電塔全生命周期結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測項目尤為矚目。

該項目塔筒采用自提升技術(shù),這是世界上第二例自提升塔筒。與第一例相比,此次輪轂高度更高(170m),為混合塔筒(混凝土塔3段共約140m,鋼塔30m),機組與塔架總重量超過3000噸,需提升2次(第一例僅提升1次)。標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗的缺乏對計算、驗證、校核以及施工和運維的監(jiān)測工作提出了巨大的挑戰(zhàn)。塔筒施工及自提升階段,云廬科技以力學(xué)仿真為核心的數(shù)字孿生技術(shù)對施工情況、運行情況、未來的變形、法蘭處錨桿預(yù)應(yīng)力等進行監(jiān)測和預(yù)測,實現(xiàn)了分析預(yù)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)完全吻合。項目實施過程中,云廬科技嚴(yán)格配合業(yè)主的統(tǒng)一協(xié)調(diào)與安排,與設(shè)計方、施工方等保持緊密的聯(lián)系和配合,得到了各方的高度贊揚。