(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210740501.8 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中船重工海为 （新疆） 新能源 有限公 司 地址 830000 新疆维吾尔自治区乌鲁 木齐 市沙依巴克区钱 塘江路27号2 4栋1至4 层 申请人 上海大学 (72)发明人 张育超　谭琦琦　包洪印　汪伟龙　 刘丽莉　蔡红霞　 (74)专利代理 机构 北京鼎佳达知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11348 专利代理师 刘铁生　孟阿妮 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/28(2020.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种风电装备 数字孪生系统 (57)摘要 本发明公开了一种风电装备数字孪生系统， 涉及风力发电技术领域， 主要目的是提供一种通 过多物理场仿真分析和数字孪生技术对风电装 备运行状态进行分析的一种风电装备数字孪生 系统。 本发明的主要技术方案为： 一种风电装备 数字孪生系统， 包括： 三维孪生模块， 用于获取和 构建风电装 备三维孪生体模型； 多物理场仿真孪 生模块， 用于构建风电装备多物理场仿真孪生体 模型； 数据分析模块， 用于存储数据并对数据进 行分析处理； 物理实体， 物理实体连接于三维孪 生模块； 数字孪生集成模块用于将物理实体、 三 维孪生模块和多物理场仿真孪生模块形成可视 化模块并实现用户交互界面。 本发 明主要用于风 力发电。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115204009 A 2022.10.18 CN 115204009 A 1.一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 包括： 三维孪生模块， 用于获取和构建风电装备三维孪生体模型； 多物理场仿真孪生模块， 用于构建风电装备多物理场仿真孪生体模型， 所述多物理场 仿真孪生模块连接于所述三维孪生模块， 用于生成多物理场分析三维交互模型， 所述多物 理场仿真孪生模块包括风电装备流场仿 真构建模型、 风机流场仿真分析数字孪生体构建模 型和温场仿真构建模型， 所述风电装备流场仿真构建模型用于构建仿真风电装备流场， 所 述风机流场仿 真分析数字孪生体构建模型用于仿真求解并得到孪生体模型， 所述温场仿真 构建模型用于构建仿真风电装备温场； 数据分析模块， 用于存 储数据并对数据进行分析处 理； 物理实体， 所述物理实体连接 于所述三维孪生模块； 数字孪生集成模块， 所述数字孪生集成模块连接于所述三维孪生模块和所述多物理场 仿真孪生模块， 用于提取所述多物理场分析三维交互模型， 所述数字孪生集成模块连接于 所述数据分析模块， 用于交互数据， 所述数字孪生集成模块连接于所述物理实体， 用于将物 理实体、 三维孪生模块和多物理场仿真孪生模块形成可视化模块并实现用户交 互界面。 2.根据权利要求1所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述风电装备流场仿真构建模型的过程包括以下步骤： 通过3D软件 对风机建立1:1三维模型； 对风机模型进行简化、 融合和重组， 并且创建符合模型的仿真流场； 对模型和仿真流场进行网格划分并设置网格参数， 并且创建用于仿真计算的流体域和 固体域， 同时设置进出边界； 使用求解器对网格模型进行迭代计算； 对流场仿真结果进行 可视化。 3.根据权利要求2所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述风机流场仿真 分析数字孪生体构建模型的过程包括以下步骤： 从求解器中导出 结果数据， 并对结果数据得到的物理量进行提取； 提取处理后的网格模型， 导出网格几何数据和RGB数据； 将网格几何数据和RGB数据进行匹配得到准确的仿真结果可视化模型。 4.根据权利要求1所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述数据分析模块的存 储过程包括以下步骤： 获取待存 储数据； 根据风机 部件创建对应的风机时序数据库， 并判断待存 储数据对应的存 储数据块； 如果待存储数据能够在数据块中找到对应的存储数据块， 则将待存储数据存入当前对 应的存储数据块， 如果待存储数据不能够在时序数据库中找到对应的存储数据块， 创建新 的数据存 储块， 并将待存 储数据存 入新的数据存 储块； 将存储信息提交到数据管理终端。 5.根据权利要求1所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述风电装备三维孪生体模型包括风电场孪生体构建模型、 风电装备孪生体构建模型 和核心部件孪生体构建模型。 6.根据权利要求5所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115204009 A 2所述风电场孪生体构建模型的过程包括： 根据物理实体的实 际地理结构、 风机位置、 风速以及风向等环境因素构建风电场孪生 体构建模型。 7.根据权利要求1至 6任一项所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述数字孪生集成模块包括多物理场仿真集成模块、 时序 数据集成模块和可视化集成 模块。 8.根据权利要求1至 6任一项所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述多物理场仿真集成模块连接于所述风电装备流场仿真构建模型和所述温场仿真 构建模型。 9.根据权利要求8所述的一种风电装备 数字孪生系统， 其特 征在于， 所述多物理场仿真集成模块包括流场仿真分析模块和温场仿真分析模块， 所述流场仿 真分析模块连接于所述风电装备流场仿 真构建模型， 所述温场仿真分析模块连接于所述温 场仿真构建模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115204009 A 3