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龍圖騰網獲悉中國海洋大學申請的專利考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120409360B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510918584.9，技術領域涉及：G06F30/28；該發明授權考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法是由王軍棟;薛宇;薛磊;曹飛飛;史宏達;王俊榮設計研發完成，并于2025-07-04向國家知識產權局提交的專利申請。

本考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法在說明書摘要公布了：本發明涉及漂浮式風機載荷模擬領域，尤其是一種考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法，包括：WRF風場數據模擬；WRF?SWAN波浪場模擬；風場模擬的關鍵參數計算；WRF?TurbSim風場模擬；OpenFAST模擬與分析。在傳統風場驅動基礎上，本發明引入理查森數計算與大氣穩定度分類方法，結合頻譜反演與自適應擬合機制，提取工程風速譜模型的關鍵參數，建立WRF輸出與TurbSim輸入之間的參數映射關系。通過在TurbSim中開發理查森數驅動的擾動構造模塊，實現了多穩定度條件下風速擾動的自適應生成，提升了模擬風速場在剖面結構與譜特征上的物理一致性與工程適應性。最終結合OpenFAST平臺完成風浪耦合輸入下的漂浮式風機載荷分析，支撐復雜海況下的系統響應評估與結構設計優化。

本發明授權考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法在權利要求書中公布了：1.一種考慮大氣穩定度的風浪環境下漂浮式風機模擬分析方法，其特征是，包括： （1）WRF風場數據模擬； 嵌套域設置，通過建立三層嵌套區域，風電場選址地作為中心，最內層為風電場所在域，最內層域分辨率為1km，采用雙向嵌套方法；使用高分辨率地形和氣象數據預處理，并結合敏感性測試優化參數化方案，確保模擬效果與測風塔數據相一致；模擬結果通過插值獲得高時間分辨率的海面風速和不同高度層的數據； （2）WRF-SWAN波浪場模擬； 風場數據經過質量校驗和異常值剔除后，使用SWAN模型進行波浪場模擬；定義計算域及網格參數，采用現代物理過程模型來模擬波浪能量傳遞；通過設置相應的波譜和邊界條件，生成適合的波浪輸出，便于后續的OpenFAST讀取； （3）WRF-TurbSim風場模擬； 基于WRF模擬結果，使用TurbSim生成風文件；提取氣象變量，并進行插值與空間掩膜處理，計算梯度理查森數和脈動應力關鍵參數，評估風場穩定性；將氣象參數整合至TurbSim輸入文件中，運行生成二進制風文件用于OpenFAST； WRF-TurbSim風場模擬的風場關鍵參數的具體步驟如下： 步驟1:打開WRF輸出文件， 使用netCDF4庫打開WRF模型生成的輸出文件，以讀取所需的氣象變量；這一步確保文件以只讀模式打開，以便后續安全讀取數據； 步驟2:設置時間范圍， 通過設置時間索引切片定義需要提取的數據時段； 步驟3:定義氣象變量， 提取WRF輸出中的關鍵氣象變量，包括位溫、垂直風速、水平風速、地面高度、地表風速、邊界層高度，以進行后續分析； 步驟4:設置地理范圍， 設定分析區域的地理邊界，通過指定最小和最大緯度、經度確定感興趣區域； 步驟5:插值計算， 在設定的高度層上，通過插值方法計算提取的氣象變量在該高度的值；這一步驟可以確保在特定高度上獲取所需的氣象參數，以便于在OpenFAST中進行風能模擬； 步驟6:應用空間掩膜， 對提取結果進行空間掩膜處理，以專注于感興趣區域的氣象參數，剔除不在指定區域內的值； 步驟7:計算重要氣象參數， 利用提取的氣象參數，計算梯度理查森數、脈動應力重要指標；梯度理查森數用于評估大氣穩定性，而脈動應力用于分析風速脈動對氣象過程的影響； 步驟8：基于大量LES模擬、野外觀測的標準，確定穩定性狀態分類標準； 步驟9：風譜反推與參數擬合， 通過對WRF模擬結果進行快速傅里葉變換，提取局地風速擾動的頻譜特性，并將譜信息嵌入TurbSim輸入參數中，實現與標準IEC譜不同的用戶自定義風速譜生成，提高漂浮式風機在非IEC風況下的模擬精度； 步驟10：根據WRF分辨率的不同，提供兩種剖面擾動重構的方法；一種是，當WRF的分辨率不足的情況下，根據狀態匹配風廓線函數；第二種是，直接采用WRF的垂向風速分布通過插值擬合，然后疊加擾動項，用于WRF數據粒度足夠的場景； 步驟11:TurbSim代碼修改與運行， 修改源代碼以支持自定義風譜和風廓線，修改風速譜選擇邏輯，添加匹配功能：檢驗風譜模型與Richardson數的匹配，在TurbSim的輸入文件inp中，將WrADFF設置為‘TRUE’，TurbModel設置為USRVKM，將風場類型設定為USR；需要結合WRF計算的相關大氣參數文件；指定Profiler文件，該文件應該包含從WRF輸出中獲得的風速和相關氣象參數；按照高度遞增，添加各個高度層的風速、風向和風速標準差參數； 步驟12：設置非IEC氣象邊界條件， 在TurbSim配置文件中，設置目標區域的梯度理查森數、輪轂高度下的脈動應力參數； 步驟13：運行TurbSim生成風文件， 運行TurbSim并生成OpenFAST可以讀取的bts文件； （4）.OpenFAST模擬與分析； 在OpenFAST中配置所需的風和波浪文件路徑，設置為二進制TurbSim格式，并運行模擬；通過MATLAB或PyDatView進行后續數據分析，支撐風電項目的設計優化。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人中國海洋大學，其通訊地址為：266100 山東省青島市嶗山區松嶺路238號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。