(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111673219.4 (22)申请日 2021.12.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114048634 A (43)申请公布日 2022.02.15 (66)本国优先权数据 202110806343.7 2021.07.16 CN (73)专利权人 国家石油天然气管网集团有限公 司 地址 100013 北京市朝阳区东土城路5号A 座6层08-10室 专利权人 国家管网集团东部原油储运有限 公司 (72)发明人 宋佩月　杨志华　朱超　付建民　 董华　李洪杰　李泽宇　陈鹏　孙成德　于莫清　孙婷婷　金雪　 (74)专利代理 机构 北京淮海知识产权代理事务 所(普通合伙) 32205 专利代理师 周淑淑 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 韩征 (54)发明名称 一种基于Fluent模拟的油库罐区风场探测 布点方法 (57)摘要 一种基于Fluent模拟的油库罐区风场探测 布点方法， 通过确定油库罐区的基本参数及风速 风向， 然后构建自定义风速的函数， 并根据油库 罐区的基本参数， 采用3D建模软件对油库罐区内 的储罐、 防火堤、 隔堤进行建模； 对模型进行非结 构化网格划分， 将网格文件导入Fluent求解器， 并设置组分、 计算模型、 算法以及边界条件， 在 Fluent求解器内导入 风速函数， 初 始化后开始对 空气流动进行模拟， 直到计算至收敛得到随时间 动态变化的风场； 根据实际测量的环境风向及 Fluent模拟结果确定油库罐区内具体需要测量 的位置点， 本发 明能够对自然风流经油库罐区时 产生的风场进行模拟， 可以根据模拟结果选取精 确的油库罐区风场内具有特 征的位置点。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114048634 B 2022.12.16 CN 114048634 B 1.一种基于Fluent模拟的油库罐区风场探测布点方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)确定油库罐区的基本参数， 包括： 油库罐区内储罐、 防火堤、 隔堤的分布及尺寸； 当 地风速和风向； (2)构建自定义风速函数， 以实现不同垂直高度上风速大小的分布； 风速函数用以下公 式定义： 式中： Vz是给定高度z下的风速； V0是z0高度下的风速； α 是一个无量纲参数， 其 值取决于大气稳定类别和表面 粗糙度； (3)根据步骤(1)中确定的油库罐区的基本参数， 采用3D建模软件对油库罐区内的储 罐、 防火堤、 隔堤进行1:1建模； (4)对步骤(3)中的3D模型进行非结构化网格划分并对油库储罐周围网格进行加密以 提升计算精度， 当网格的尺寸扭曲率和角度扭曲率低于 0.85则合格； (5)将网格文件导入Fluent求解器， 并设置组分、 计算模型、 算法以及边界条件， 组分仅 设置空气即可， 大气压力设置为101kpa， 求解模型采用Fluent求解器中的湍流模型， 储罐、 防火堤、 隔堤、 模型地 面均设置为 壁面边界条件， 风速的大小和风向根据实际情况而定； (6)在Fluent求解器内导入风速定义函数， 将模拟初始化后开始对空气流动进行模拟， 直到计算至收敛 得到随时间动态变化的风场， 当残差值低于 0.0001则为收敛； (7)根据动态风场的模拟结果分析风场中风速明显高于环境风速或低于环境风速以及 风向波动较大 的点； 确定好需要测 量的特征位置后， 根据位置坐标在现场布置移动气象站 监测设备， 用来测量 风速； (8)在计算机上安装移动气象站相关软件及驱动， 在油库罐区附近空旷区域设置移动 气象站， 并与计算机、 移动电源相连接； (9)根据实际测量的环境风向及 Fluent模拟结果确定油库罐区内具体需要测量的位置 点， 并在位置点设置移动气象站、 移动电源和用于记录的计算机； (10)测量完成后将计算机中的数据导出并进行处 理。 2.根据权利要求1所述的一种基于Fluent模拟的油库罐区风场探测布点方法， 其特征 在于， 步骤(3)中的3D建模软件为So lidWorks、 Designmodeler或者 ICEM。 3.根据权利要求1所述的一种基于Fluent模拟的油库罐区风场探测布点方法， 其特征 在于， 步骤(5)中的湍流模 型选取k‑ε湍流模 型， 假定分子之间无粘性， 介质的流动是完全湍 流流动， k‑ε湍流模型如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114048634 B 2式中： YM＝2ρ εMt2； Gk、 Gb是湍流动能k的产生项， 分别由平均速度梯度和浮力作用引起； YM是对总的耗散率的影响， 由可压缩湍流脉动膨胀引起； β 为热膨胀系数； a为声速； t为时间； xi、 xj为坐标系向量； μ为流动粘度； ε为湍流 耗散率； Cμ、 C1 ε、 C2 ε、 C3 ε为经验常数； Sk、 Sε为需要定义的源项； gi为重力加速度； Prt为普朗特 数； T为环境温度； Mt2为马赫数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114048634 B 3