近日,云庐科技受邀参与编写国家能源局行业标准《陆上风电场工程安全监测实施技术规范》。该标准由国家能源局科技司归口管理,重庆大学周绪红院士团队、中国电建集团重庆工程有限公司总工程师王松团队牵头主编,中国电建集团、中国长江三峡集团、中国能源建设集团、中国国电集团、清华大学、同济大学等多家单位及部门参编。作为CAE领域的佼佼者,云庐科技此次“跨界”受邀源于多年来将CAE应用于风电领域的努力和效力。
《关于加快能源领域新型标准体系建设的指导意见》指出,应“坚持积极稳妥,树立能源标准体系权威”,在风电等新兴能源领域,率先推进新型标准体系建设,发挥示范带动作用。保安全、兜底限是能源标准体系层级结构中的基础定位。
以CAE+AI为核心的数字孪生技术助力标准的先进性、科学性
《陆上风电场工程安全监测实施技术规范》属于工程建设类标准,包含了对陆上风电塔筒、塔架结构、陆上风电基础结构施工过程中的安全及耐久性监测技术的实施与验收。云庐科技率先将CAE+AI为核心的数字孪生技术用于风电场工程安全监测,多年来积累的技术经验和工程经验,为标准制定的先进性、科学性提供了丰富的素材。
CAE是云庐科技的核心技术。自主研发的结构、流体、电磁、传质传热等物理场及其相互耦合仿真,能实现多场(10+)、多域、多尺度的超大规模数值模拟。即将发布的通用数仿真云平台“云朏”是云庐科技多年来耕耘CAE技术的结晶。除有限元(FEM)之外,“云朏”还集成DEM、FVM、LBM、SPH等多种方法,具备独有的边界、本构和单元。“云朏”平台能对风电场基础、塔筒、塔架进行整体分析合理的简化,减少不必要的计算量,重点位置考虑每个环节不同的工况进行精细计算。工程师还可以运用“云朏”将仿真算法与工程算法结合进行相互印证。
CAE+AI为核心的数字孪生技术为业界独有。将数值仿真与机器学习、深度学习等基础算法相结合是其中的难点,这就为场景的数字孪生提供了实时诊断、动态预测的能力。目前云庐科技数字孪生平台“云奚”已发布结构、岩土、市政、水利、环境及能源相关30余项基础场景。在风电场工程安全领域,为风电场基础、塔筒结构安全进行事前预测、事中诊断、事后评估。
风电领域全生命周期的技术服务
云庐科技曾独立开发全三维有限元风电机组基础设计系统,依靠核心技术和大量实际工程分析计算经验,有效解决复杂结构应力分布、应力转化受力方向的内力、复杂内力、配筋等关键设计问题,同时该系统完成一个项目的建模、分析和设计校核全过程只需0.5天,设计时间大大缩短(通用有限元软件至少需要7天)。
云庐科技服务于300多项传统塔筒及基础的工程安全监测和高精尖项目。其中,某世界最高风电塔全生命周期结构安全监测项目尤为瞩目。
该项目塔筒采用自提升技术,这是世界上第二例自提升塔筒。与第一例相比,此次轮毂高度更高(170m),为混合塔筒(混凝土塔3段共约140m,钢塔30m),机组与塔架总重量超过3000吨,需提升2次(第一例仅提升1次)。标准、经验的缺乏对计算、验证、校核以及施工和运维的监测工作提出了巨大的挑战。塔筒施工及自提升阶段,云庐科技以力学仿真为核心的数字孪生技术对施工情况、运行情况、未来的变形、法兰处锚杆预应力等进行监测和预测,实现了分析预测数据与现场实测数据完全吻合。项目实施过程中,云庐科技严格配合业主的统一协调与安排,与设计方、施工方等保持紧密的联系和配合,得到了各方的高度赞扬。
