面臨的挑戰(zhàn)：

來自?？怂箍档慕鉀Q方案：

基于 CFD 的數字孿生-Archidona 太陽能電站

海克斯康的 Cradle CFD 是世界上最現代的通用 CFD 軟件，它專注于多物理場，并與精度領先的計算機輔助工程軟件（如 MSC Nastran、Marc、Adams 和 Actran）相耦合，用于結構、多體動力學和聲學模擬。我們希望將其應用到太陽能發(fā)電站，以便生產出可運行的數字孿生設備，供運營商在現場使用。

圖2：通過掃描、地理空間和CFD模型創(chuàng)建一個太陽能發(fā)電站運行的數字孿生

為此，我們使用 Hexagon 地理空間和地理系統掃描數據創(chuàng)建了 Archidona 設施和鄰近山丘周圍景觀的完整模型（見圖 2）。這使我們能夠獲取真實世界的安裝數據（以及工程圖紙）和徠卡設備從實際太陽*掃描的數據，以創(chuàng)建非常準確的地形和光伏設備模型。

根據氣象數據，我們知道在Archidona地區(qū)的主要風向在一年中的大部分時間都是 從西北-東南方向。然后利用海克斯康 ODYSSEE CAE AI/ML 軟件進行一系列精確的 3D CFD 模擬，使它適用于風速、風向、面板垂直方向等條件，并創(chuàng)建強大的 0D 降階模型。

我們能夠確定，唯一值得關注的風向是東風它在太陽能發(fā)電站的東南部分附近顯示出復雜的再循環(huán)模式，并且它可以預測面板上的精確流體結構效應，以便采取相應的行動。同樣，我們能夠使用 CFD 評估對傾斜地面站點（Archidona 2 傾斜 3 度）的太陽能電池板結構的影響，結果表明，它具有最小的機械效應。

如今，隨著太陽能電池板變得越來越大，越來越高，太陽能電池板就像巨大的帆。因此，強風會抓住并扭曲它們，從而給面板造成巨大損壞。今年 8 月，桑迪亞國家實驗室和美國能源部報告稱，在過去 6 年中，估計有 15% 的面板損壞事件是由颶風造成的，隨著氣候變化，颶風的強度會逐漸增加。

令人驚訝感到驚訝的是，平均只有約 25% 的射入到太陽能電池板的太陽輻射被轉化為電能。其余的只是加熱面板，或者它會反射到大氣中。事實上，太陽能電池板會有過熱問題，隨著溫度升高，它們的發(fā)電能力開始下降。因此，讓太陽能電站運營商感興趣的是，如何使用當地風冷效應來增加發(fā)電量的可能性。

圖 4：?？怂箍堤柲苻r場智能數字現實的運營數字孿生示意圖

同樣，Cradle CFD 支持網友在網站上進行大量此類“假設”分析，CFD 甚至可以幫助評估太陽能電池板在雨天傾斜的最佳角度，以便預算出，在每年下雨的西班牙西南部這個地區(qū)，平均 6 天就需要清洗一次電池板！圖 4 顯示了在西班牙創(chuàng)建的“海克斯康運營數字孿生”示意圖，描述了與當地天氣預報事件相關的電站操作員的工作流程：傳感 - 模擬 - 行動。能夠通過 Cradle CFD 和 Adams 進行多物理場流體-結構-多體模擬，以表明超過 40° 傾斜的太陽能電池板，風壓水平可能會影響其結構安全。

事實證明，在太陽能電站的項目中，Cradle CFD 與Hexagon Xalt 技術相結合，操作員可以通過他們的 iPad 或 iPhone查看流體流動效應和溫度場，實現了現場設備的增強現實可視化。除了作為操作洞察力的強大工具外，它還可以用于培訓場景。每個 3D Cradle CFD 模型場景通常需要大約 1 小時才能在多核 PC 上進行計算，但基于ODYSSEE中，只要有足夠的仿真樣本庫，即在不同天氣和操作條件的各種排列組合下，仿真模擬，生成樣本庫，就可以讓操作員在幾秒鐘內運行各種不同的場景，而這些場景可能適用于特定日期的主要天氣情況（圖5）。 這是Hexagon Archidona 太陽能電站項目在提高設備性能和在特定日期采取必要措施方面最主要的成果之一。

圖5：Cradle CFD 模擬為0d AI/ML ROM 提供實時天氣預報

客戶簡介：

2021年初，海克斯康宣布成立一家新的子公司，R-evolution，旨在通過使用海克斯康豐富的軟件和硬件技術組合來加速世界向可持續(xù)全球經濟的過渡，從而加快履行?？怂箍祵沙掷m(xù)發(fā)展的承諾。

R-evolution的任務是利用?？怂箍祻姶蟮募夹g資源和人才，專注于投資組合來助力可持續(xù)發(fā)展。在第一輪可持續(xù)投資浪潮中，R-evolution把大量的資金和技術投入到太陽能和風能，以及生態(tài)監(jiān)測中。因此，我們有三個目標：

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