本公開(kāi)總體說(shuō)來(lái)涉及流體力學(xué)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，更具體地講，涉及一種數(shù)據(jù)處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的柔性桿筒組件設(shè)計(jì)中，通常需要計(jì)算作用于柔性桿筒組件的流體對(duì)柔性桿筒組件所產(chǎn)生的影響。在以氣體為例的流體作用于柔性桿筒組件的情況下，例如，在計(jì)算流動(dòng)的氣體(例如，風(fēng))對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片組件(簡(jiǎn)稱，風(fēng)機(jī)葉片)產(chǎn)生的一些列影響時(shí)所采用的主流的氣動(dòng)算法為基于葉素動(dòng)量理論的算法(簡(jiǎn)稱，bem算法)。bem算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程大致如下：首先，將風(fēng)機(jī)葉片的表面離散化，然后，將復(fù)雜的三維氣動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解表面上的二維積分方程的過(guò)程。上述bem算法在計(jì)算時(shí)間和資源消耗方面具有一定優(yōu)勢(shì)，適用于大規(guī)模的風(fēng)機(jī)葉片的載荷計(jì)算。然而，bem算法的實(shí)現(xiàn)需要基于一系列假設(shè)前提(諸如，理想流動(dòng)、二維氣動(dòng)力的疊加性和無(wú)粘流等)，但是這些假設(shè)前提限制了bem算法的精度和適用范圍，原因在于：在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，這些假設(shè)前提忽略了若干重要的現(xiàn)實(shí)情況：諸如湍流、三維流動(dòng)和粘性效應(yīng)等。

2、特別地，針對(duì)組件長(zhǎng)度/高度相對(duì)大的風(fēng)機(jī)葉片，在計(jì)算氣體對(duì)這樣的風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生的影響時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片的氣彈制約日益明顯并且其運(yùn)行表現(xiàn)特性更加復(fù)雜。此外，隨著風(fēng)機(jī)葉片趨于重量減輕和柔性化的發(fā)展趨勢(shì)，在其運(yùn)行期間和非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)兩種情況下，在風(fēng)機(jī)葉片及其關(guān)聯(lián)組件(例如，葉輪)的振動(dòng)穩(wěn)定性等方面均出現(xiàn)不良問(wèn)題。

3、此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)流體作用于柔性桿筒組件的相關(guān)算法的計(jì)算效率相對(duì)低且計(jì)算資源耗費(fèi)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)處理方法及裝置，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)流體作用于柔性桿筒組件的相關(guān)算法的計(jì)算效率相對(duì)低且計(jì)算資源耗費(fèi)大的問(wèn)題。

2、在一個(gè)總體方面，提供一種數(shù)據(jù)處理方法，所述數(shù)據(jù)處理方法包括：獲取與柔性桿筒組件相對(duì)應(yīng)的一維梁的第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及與作用于所述柔性桿筒組件的流體相關(guān)聯(lián)的流體參數(shù)；基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述流體參數(shù)，計(jì)算當(dāng)前流體動(dòng)力載荷；獲取與通過(guò)施加所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷而變形的所述柔性桿筒組件相對(duì)應(yīng)的一維梁的第二姿態(tài)數(shù)據(jù)；基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算通過(guò)施加所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷而變形的所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的變形矢量，所述變形矢量用于表征所述柔性桿筒組件的變形程度。

3、可選地，所述數(shù)據(jù)處理方法還可包括：基于所述變形矢量，更新所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷，并返回獲取所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)的步驟。

4、可選地，所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)可包括一維梁的梁節(jié)點(diǎn)的空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和四元數(shù)數(shù)據(jù)，其中，所述空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)指示所述梁節(jié)點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的空間位置，所述四元數(shù)數(shù)據(jù)指示所述梁節(jié)點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。

5、可選地，所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)可包括所述三維表面網(wǎng)格的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

6、可選地，計(jì)算所述變形矢量的步驟可包括：通過(guò)對(duì)所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用預(yù)設(shè)插值算法來(lái)計(jì)算所述變形矢量。

7、可選地，計(jì)算所述變形矢量的步驟可包括：基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的映射姿態(tài)數(shù)據(jù)；基于所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算變形的所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的變形網(wǎng)格點(diǎn)的平動(dòng)位移變化量矢量；基于所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述映射姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量；通過(guò)將所述平動(dòng)位移變化量矢量與所述旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量相加，計(jì)算所述變形矢量。

8、可選地，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的映射姿態(tài)數(shù)據(jù)的步驟可包括：基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，對(duì)所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用第一預(yù)設(shè)插值算法，計(jì)算所述網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的映射空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述映射空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)所述網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)用與第一預(yù)設(shè)插值算法不同的第二預(yù)設(shè)插值算法，計(jì)算所述網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的映射四元數(shù)數(shù)據(jù)，以得到包括所述映射空間點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所述映射四元數(shù)數(shù)據(jù)的所述映射姿態(tài)數(shù)據(jù)。

9、可選地，計(jì)算變形的所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的變形網(wǎng)格點(diǎn)的平動(dòng)位移變化量矢量的步驟可包括：基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算與變形的所述柔性桿筒組件相對(duì)應(yīng)的所述一維梁的平動(dòng)位移變化量矢量；基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，對(duì)所述一維梁的所述平動(dòng)位移變化量矢量應(yīng)用預(yù)設(shè)插值算法，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)的平動(dòng)位移變化量矢量。

10、可選地，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量的步驟可包括：基于所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所述變形網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)用預(yù)設(shè)插值算法，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的變形映射四元數(shù)數(shù)據(jù)；基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述變形映射四元數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量。

11、可選地，更新所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷的步驟可包括：基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)、所述變形矢量以及與所述變形矢量相對(duì)應(yīng)的流體參數(shù)，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的流體動(dòng)力矢量；基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)、所述變形矢量和所述流體動(dòng)力矢量，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的流體動(dòng)力矩矢量；基于所述流體動(dòng)力矢量和所述流體動(dòng)力矩矢量，更新所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷。

12、可選地，計(jì)算當(dāng)前流體動(dòng)力載荷的步驟可包括：基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述流體參數(shù)，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的流體動(dòng)力矢量；基于所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述流體動(dòng)力矢量，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的流體動(dòng)力矩矢量；基于所述流體動(dòng)力矢量和所述流體動(dòng)力矩矢量，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格映射在所述一維梁上的所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷。

13、在另一總體方面，提供一種數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括：獲取單元，被配置為：獲取與柔性桿筒組件相對(duì)應(yīng)的一維梁的第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及與作用于所述柔性桿筒組件的流體相關(guān)聯(lián)的流體參數(shù)；所述獲取單元還被配置為：獲取與通過(guò)施加所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷而變形的所述柔性桿筒組件相對(duì)應(yīng)的一維梁的第二姿態(tài)數(shù)據(jù)；載荷計(jì)算單元，被配置為：基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述流體參數(shù)，計(jì)算當(dāng)前流體動(dòng)力載荷；變形映射單元，被配置為：基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)和所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算通過(guò)施加所述當(dāng)前流體動(dòng)力載荷而變形的所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的變形矢量，所述變形矢量用于表征所述柔性桿筒組件的變形程度。

14、可選地，所述變形映射單元被配置為：基于所述第一姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算所述三維表面網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)映射在所述一維梁上的映射姿態(tài)數(shù)據(jù)；基于所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述第一網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算變形的所述柔性桿筒組件的三維表面網(wǎng)格的變形網(wǎng)格點(diǎn)的平動(dòng)位移變化量矢量；基于所述第二姿態(tài)數(shù)據(jù)和所述映射姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算所述變形網(wǎng)格點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量；通過(guò)將所述平動(dòng)位移變化量矢量與所述旋轉(zhuǎn)位移變化量矢量相加，計(jì)算所述變形矢量。

15、在另一總體方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令被至少一個(gè)處理器運(yùn)行時(shí)，促使所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行如上所述的數(shù)據(jù)處理方法。

16、在另一總體方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；至少一個(gè)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器，其中，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被所述至少一個(gè)處理器運(yùn)行時(shí)，促使所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行如上所述的數(shù)據(jù)處理方法。

17、根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理方法及裝置，通過(guò)基于流固耦合的數(shù)據(jù)處理方法，能夠有效提高作用于柔性桿筒組件的流體動(dòng)力載荷的計(jì)算精度、柔性桿筒組件的變形預(yù)測(cè)的精度，提高相關(guān)計(jì)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)計(jì)算效率并且數(shù)據(jù)計(jì)算資源耗費(fèi)減小。因此，通過(guò)本公開(kāi)，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)流體作用于柔性桿筒組件的相關(guān)算法的計(jì)算效率相對(duì)低且計(jì)算資源耗費(fèi)大的問(wèn)題。同時(shí)，根據(jù)本公開(kāi)的基于流固耦合的數(shù)據(jù)處理方法，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的前期設(shè)計(jì)中能夠更加精準(zhǔn)的計(jì)算葉片的載荷和變形，有助于深入理解葉片振動(dòng)行為，指導(dǎo)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能評(píng)估，提高葉片強(qiáng)度、疲勞壽命、功率曲線、塔架凈空預(yù)測(cè)的可靠性。

18、將在接下來(lái)的描述中部分闡述本公開(kāi)總體構(gòu)思另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分通過(guò)描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過(guò)本公開(kāi)總體構(gòu)思的實(shí)施而得知。