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1、Turbu1.enceInterniWency(Contour3Figure1)9.697e0029.091eW29.48SeOO27.879eX)2风电机组数字挛生与建模仿真技术方案SiniuiationPowereaDigita1.Twin内容提要1ANSYS基于仿真的数字李生技术2ANSYS数字挛生平台与技术路线3风电数字挛生应用案例价值介绍数字化转型的目的:发挥数字与物理世界的交互融合的价值MCKinSey&CompanyF0r1,MwMifactuHngprvctdi(iCAtwinmode1.1.owxdEOUuuopsEeoDatacomp1.eteness,breadth,qu
2、a1.ityHowAdvancedAna1.yticsCanBenefitInfrastructureCapita1.P1.anning(Apri1.2018)ANSYS基于仿真的的数字挛生数字李生是客观事物在虚拟世界的镜像?Physica1.Asset(In-service)Digita1.Twin(Virtua1.Rep1.ica)设备使用人员/设备控制系统Z基于经验三论公式的模型基于1的模型基于三维几何建模的模型竺巅里）视频:数字挛生价值ThepromiseofDIGITA1.TWINSHowDigita1.Twinshe1.pourcustomers画增加最大化收益曝达到成本管理的底线
3、圾获得/保持竞争优势数字双胞胎的实际应用设计角度波计决策Digita1.SignaturesVirtua1.Sensors重量效率鲁棒性运行角度INTEGRATEDIoTASSETS&ECOSYSTEMS-conschoiceMe命能断化寿性诊优bwCieC1.S1.nS1.71K1.kJwhich1.deasi1.cceSdecisiondi1.emma”9而，StratCgyProbIcm?-11goa1.shat1.)OVD-加心一运行决实现数字挛生价值的方案所必须的能力:构建精确、基于物理的仿真模型凰验证和优化仿真模型不导出TW1.N模型并与I1.OT平台连接进行运营部署捋车盘模型多学
4、科联合仿真集成3DROM,FMUs,VHD1.-AMS,Mode1.ica等模型在一个多学科联合仿真环境里TwinBUi1.der数字李生构架与及部署流程秦统仿真TestDataIEEESPICE.EOport/CVHO1.-AMSTwinMode1.forOff1.ineComputeTwinMode1.forc1.oud/edgedep1.oymentptcSoftware,Contro1.Mode1.sSystemMode1.MoozTaSystemROM平台X-i-1.oopDigita1.TwinFMUforSimu1.ationworkf1.ows1.TI&1.PVStaticDy
5、namicROMExtractionCapabi1.itiesVa1.idated3DPhysicsMode1.sDigita1.TwinPartners内容提要1 ANSYS基于仿真的数字挛生技术2 ANSYS数字挛生平台与技术路线3风电数字李生应用案例价值介绍验证和优化系统模型建模阶段的优势与能力便捷的多源异构模型构建平台支持多物理、多语言、高保真模型TwinBUi1.der技术能力：快速构建系统仿真模型含支持多种建模语言1.支持Mode1.ica,VHD1.-AMS,CC+,SPICE等语言许可扩展的多学科专业模型库*iv电气,、电子、机械、流体、热力、信号库等备A与第三方工具(包含1D
6、)集成 支持FM1./FMU,与ANSYS3D和第三方MOde1.Exchangescosimu1.ation3D降阶模型生成与集成 通过RoM(Dynamic,StaticandDX)实现3D物理模型的简化与嵌入式软件集成 SCADESuite,SCADEDisp1.ay等通过运行SDK把TWin模型部署到IIoT云平台部署阶段的好处和功能SDK彳昉便与I1.C)T平台集成，通过SDK运行TWin模型已经在SAP1.eonardcIoT.PTCThingWorxxPrediX和阿里巴巴等平台部署内容提要1 ANSYS基于仿真的数字挛生技术2 ANSYS数字挛生平台与技术路线3风电数字挛生应用
7、案例价值介绍EDRMedesogroup-AHappyE1.iteChanne1.Partner Foundedin1986,About100high1.ydedicatedemp1.oyees Turnoverof31Min2017 800customersina1.1.industries,1.oca1.teamsintheNordics,Ba1.ticsandUK北欧领先的数字实验室和云计算，BIM和虚拟制造供应商凭借在北欧和英国的强大实力，我们提供软件解决方案和咨询服务，以实能用于创新砌道的工具和方法.我GJS力使我们的客户从他们对软件和能力的投资中获得最大的收益.EDnMe(JcO目
8、的在送2.BW.5麦.芬之幻英国也有八个办，也我们身分IW计管机ICI：丹豫31的一些美软，与U台，工a年心来该公司一口摄1*3”伙伴自XT2年以妾一旦是InEw滓蝮的一部HStBu1.W1.n1.Po-MScandin3Wit软信0*里，旧M，的淡导3.自1999年K采嚼公02与MSYS三=会开及俨&方更*壬8作,并BSmE室切11美弼g一培英羊舶牛伙生BWXg三HKS-*EDaMedno还与PKii立了合作伙件关系.以M透在北欧租Rrute的IS字字生帐W方*在云计B1.侦W的伤事.项目背景客户疑问AnSyS是否具备提供系统仿真与数字挛生的能力？如何实现各部门之间的协调合作（流体，结构，嵌
9、入式软件）？字李生被视为一个战略目标公司高层注意到市场与技术等方面的转型挑战。运维部门的需求数字挛生转变运维模式，降低运维成本，提高产能，设计优化迭代数字挛生-部件模型-系统组成发电机电压/电流WindConditionsBTransientResponseFatigueDamageonthe创建CFDROM,s.风场流动模拟-CFDROMInput-风场（速度,风向）-叶片螺旋角（几何结构）OUfPUt-转子轴转矩-塔上的荷载（力、力矩）ReducedOrderMode1.wi1.1.:Corre1.atetheincomingwindconditionstorearotorax1.e(fo
10、rcesandmoments).建立风场条件一转子轴上映射关系(力和力矩)。创建瞬态振动ROMs.WindConditionsTransientResponseFatigueDamage上世瞬态振动-DynamicROMInput-塔的受力（随时间变化）-塔身力矩（随时间变化）Output-塔身的位移（随时间变化）ReducedOrderMode1.wi1.1.:Capturethedynamicvibrationsinthetowthechangingwindconditions.捕捉塔中由于风向变化而产生的动态振动。创建静态应力Rc）MS.静态应力分析-FMUROMInput-位移和旋转（
11、随时间变化）Output:-特定位置的应力变化（例如在焊接中）-损坏风险和维护需求ReducedOrderMode1.wi1.1.:Ca1.cu1.atethetimevaryingdisp1.acementsandstressesatthebaseofthetower.Tobeusedforassessmentofthefatiguedamageinthewe1.ds/bo1.ts.计算塔基座上时变的位移和应力。用于评估焊接/螺栓的疲劳损伤在AnSySWorkbenCh平台创建DX-ROM(FMU格式)*JX.updMProt/fdat*A1.0s9PortsACTSurtPageGeome
12、tryGeometryResJts/jPararreten2BneerQD*tJ.StaticStructura1.(FEM)VSUbcSSKtur”StMStructwU应用TWinBUi1.der搭建多学科系统模型GE的Ha1.iadeTMI50-6MW海上风力机Thedemovideoshowsavirtua1.insta1.1.ationofaDigita1.TwinonGEHa1.iade150-6MW.IthasbeencreatedusingANSYSTwinBui1.derandGEPredix.核心挑战: 预测与各种生产制度和控制措施相关的疲劳成本 避免计划外停机，降低维护成
13、本 优化操作流程，限制偏航失调这些挑战涉及复杂的多学科模拟仿真： 建立精度和计算时间匹配的多物理系统模型 用真实的运行数据对模型和控制策略进行验证、优化和标定 实现模型与运行中的实际设备连接风力发电数字挛生部署流程Actua1.AssetinOperationHistory,TriggersSecurityConnectivityDigita1.TwinDataPreventiveMaintenanceVa1.ueAddedServicesFeedbacktoEngineeringSimu1.ationP1.atformInPUtS,ANSSSimu1.ationOutputsonnectin
14、gtheRea1.“Thing”.,anditsDigita1.Twin.InOiTwinBUi1.der提供了解决这些挑战的核心能力:AnSySTwinBui1.der 支持多种建模语言：支持Mode1.ica,VHD1.-AMS,CC+,SPICE等语言 可扩展的多学科专业模型库：电气,、电子、机械、流体、热力、信号库等 与第三方工具(包含1D)集成：支持FM1.FMU,ANSYS3D和第三方Mode1.ExchangesCo-Simu1.ation 3D降阶模型生成与集成：通过RoM(Dynamic,StaticandDX)实现3D物理模型的简化 与嵌入式软件集成：SCADESuite,
15、SCADEDisp1.ay等inputThfm-Tfftm-1.n-ROMAnsysTwinBUi1.derISiiE优势：可靠和鲁棒性:支持实验设计，参数扫描和灵敏度分析 系统优化:使用内置的优化器(或ANSYSDX和ANSYSOPtiSIang)优化系统性能 系统验证:容易地集胡函证测试 人机界面:通过功能强大、易于设计和交互式的图形面板增强模拟体验(HMI) Xi1.集成:支持模型在环(Mi1.)和软件在环(Si1.)在环工作流程AnsysTwinBui1.der部势： 导出和部署生成的模型:将数字李生模型部署到11。T云平台或边缘设备中 快速连接到受支持的II。T平台:与II。T平台集
16、成,实时发送和接收设备操作数据INPUTCURRENTMOTOR（八）1.IJ- 预测维护:使用基于仿真的数字挛生方案进行资产管理和操作优化REMAINING1.IFETIMEiN用户收益： 保修期运维：探查设备在OEM厂商的运行情况 发电VS损坏：从长期来看，哪些行为需要优化运行 操作优化：限制偏航失调 生命结束场景：小心操作VS最大化生产Industria1.1.ifeCyc1.eBusinessVa1.ueContextOutcomesDesignInsightsDigita1.Twin:Data+Inte1.1.igence维修VS提前退役TwinBUiIder在UWMi1.WaUke
17、e中的应用应用Immi1.waukee二V究分布式能源的发电、集成、储存和管理挑战/目标-建立并模拟了风力发电机在湍流作用下的动力传动系统-用于设计和优化电力电子&控制，减轻风力波动和的影响核心成果&应用- TwinBui1.der用于模拟和仿真整个系统性能- 应用RC）M技术集成发电机3D模型（来自ANSYSMaXWe1.I三维模型）- Co-simu1.ated湍流风的模拟，气动弹性叶片模拟VestasTwinBUi1.der在VeStaS中的应用App1.ication维斯塔斯V164风力涡轮机控制算法集成核心成果&应用 支持复杂的先进的安全功能 支持IEC62061/61508安全软件
18、认证 可扩展性和灵活性 与现有内部流程的兼容性，减少集成工作客户支持从始至终理解，承诺完成客户的特殊需求和时间节点我们视客户为长期合作伙伴电压转换模块，扭矩-电流-叶片强度故障注入，发电机短路（电压转换的IGBT短路）偏航与精确控制提高发电效率转子轴上的反作用负荷ComponentHe1.p.CtrkXCtr1.+CDe1.eteCtrkR数字挛生风电行业应用讨论CutCopyDe1.eteRotateF1.ipVertica1.F1.ipHorizonU1.AddatunconnectedpinsHDeactivate(Open)Deactivate(Short)EditComponentsEditSymbo1.
