Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха



Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха
Способ прогнозирования погоды, устройство прогнозирования погоды и устройство использования воздуха

 


Владельцы патента RU 2584918:

ДжейДжиСи КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для прогнозирования погоды. Сущность: выбирают информацию о погоде, включающую в себя данные температуры, связанную с временами и областями. Выбирают информацию о погоде, связанную с областью, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, связанную с множеством моментов времени в течение некоторого периода. Посредством решения с помощью информации о погоде в качестве входных данных дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей метеорологического анализа, используемых для проведения моделирований погоды, формируют информацию о погоде в первой малой области, связанной с областями, меньшими области, соответствующей информации о погоде. Выбирают информацию о погоде во второй малой области относительно области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, из информации о погоде в первой малой области. Формируют накопленное температурное распределение или распределение вероятностей превышения температуры за некоторый период посредством использования данных температуры, содержащихся в информации о погоде во второй малой области, для вычисления расчетной температуры устройства использования воздуха. Технический результат: прогнозирование погоды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка является 371-й международной заявкой заявки РСТ номер PCT/JP 2012/076318, поданной 11 октября 2012 года, которая испрашивает приоритет заявки на патент Японии номер 2012-170656, поданной 31 июля 2012 года. Содержимое каждой из вышеупомянутых патентных заявок, таким образом, содержится в данном документе путем ссылки и сделано частью данного описания.

[0001] Настоящее изобретение относится к способу прогнозирования погоды и устройству прогнозирования погоды для воспроизводства, посредством использования погодных данных за прошедший период, погодных данных в области, которая меньше области, соответствующей погодным данным за прошедший период. Более конкретно, изобретение относится к способу прогнозирования погоды и к устройству прогнозирования погоды для воспроизводства погодных данных, чтобы проектировать устройство использования воздуха, которое должно размещаться в местоположении, в котором данные наблюдения за погодой недоступны, а также к такому устройству использования воздуха.

Уровень техники

[0002] Известно устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве источника тепловой энергии или источника энергии охлаждения, источника электроэнергии и/или реагента. В качестве устройства использования воздуха, которое использует воздух в качестве источника энергии охлаждения, известен, например, ребристый воздушный охладитель. В качестве устройства использования воздуха, которое использует воздух в качестве источника электроэнергии, известен ветряной электрогенератор. В качестве устройства использования воздуха, которое использует воздух в качестве реагента, известна газовая турбина, вызывающая реакцию сгорания, или реактор, вызывающий окислительную реакцию реформинга.

[0003] В этих устройствах использования воздуха, требуемое количество тепла и выходная энергия значительно отличаются в зависимости от скорости и объема воздуха и т.д.

[0004] В зависимости от направления ветра в области, в которой размещается ребристый охладитель воздуха, выпускаемый газ с большой вероятностью может возвращаться на сторону всасывания ребристого охладителя воздуха. Кроме того, если горючий газ в газовой турбине возвращается на сторону всасывания, значительно снижается производительность.

[0005] Дополнительно, в ветряном электрогенераторе, если не получаются требуемый объем воздуха и скорость, не выводится требуемый уровень мощности.

[0006] Например, объем газа, выпускаемого из газовой турбины, представляет собой функцию от погодных условий (температуры, атмосферного давления и влажности) в местоположении, в котором размещается газовая турбина. Соответственно, раскрывается способ оценки количества газа, выделяемого из газовой турбины, посредством формирования выходного отчета по количеству выделения, включающего в себя уровни выделения, на основе множества элементов погодных данных (см. ниже, патентный документ 1). В раскрытом способе оценки, когда пользователь хочет получать прогнозирования погодных условий, осуществляется доступ, например, к сторонней метеосистеме, и данные из метеослужб интерполируются вместе с принимаемыми данными, за счет этого прогнозируя погодные условия в районе газовой турбины. В раскрытом способе оценки, погода прогнозируется таким способом, если погодные данные за будущий период недоступны.

[0007] Также раскрываются прогнозы погоды с использованием моделирований погоды (см. ниже, патентный документ 2) или технологий относительно прогнозирования распространения радиоактивных материалов (см. ниже, патентный документ 3).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0008] Патентный документ 1. Выложенная публикация заявки на патент Японии номер 2009-62983.

Патентный документ 2. Выложенная публикация заявки на патент Японии номер 2010-60443.

Патентный документ 3. Выложенная публикация заявки на патент Японии номер 2005-283202.

Сущность изобретения

Техническая задача

[0009] Как описано выше, при измерении температуры и направления ветра в области, в которой должно размещаться устройство использования воздуха, требуются измерения за несколько лет, поскольку необходимо проектировать устройство использования воздуха, учитывая влияние ежегодного изменения, к примеру, того, наблюдается или нет явление "Эль-Ниньо". Тем не менее, если отсутствуют данные за эти годы, устройство использования воздуха должно проектироваться на основе данных об окружающей среде низкой точности, поскольку затруднительно измерять температуру и направление ветра за несколько лет в будущем от настоящего момента времени.

[0010] Патентный документ 1 раскрывает то, что некоторые меры принимаются заранее посредством использования информации о погоде, с тем чтобы предотвращать возникновение внезапного слабого выброса в системе сгорания в ходе работы для снижения величины выброса NOx. Цель патентного документа 2 или патентного документа 3 заключается в том, чтобы прогнозировать погодные условия за будущий период, к примеру, чтобы прогнозировать погоду или прогнозировать распространение опасных материалов. Соответственно, патентные документы 1-3 вообще не раскрывают то, что погода прогнозируется посредством использования моделирований погоды в целях проектирования устройства использования воздуха.

[0011] В одном аспекте настоящего изобретения, цель изобретения заключается в том, чтобы получать направление ветра, необходимое для проектирования устройства использования воздуха, на основе погоды, которая прогнозируется посредством проведения моделирований погоды в области, которая включает в себя местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, посредством использования, в качестве входных данных, информации о погоде, связанной с областью, которая включает в себя местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, и связанной с множеством моментов времени в течение некоторого периода, даже если погодные данные относительно местоположения устройства использования воздуха недоступны.

Решение задачи

[0012] Варианты осуществления для того, чтобы разрешать вышеуказанные проблемы, реализуются в качестве устройства на основе внутрикристальной системы, показанного в следующих наборах пунктов.

1. Способ прогнозирования погоды для прогнозирования погоды посредством проведения моделирований погоды, чтобы проектировать устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем способ прогнозирования погоды включает в себя:

- выбор, из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, множества наборов элементов информации о погоде, связанных с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относящихся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха;

- посредством решения, с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных, дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей метеорологического анализа, используемых для проведения моделирований погоды, формирование множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области, связанных с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область;

- выбор набора элементов информации о погоде во второй малой области относительно второй области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области; и

- вычисление направления ветра, имеющего наибольшую накопленную повторяемость, посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области, чтобы определять направление, в котором размещается устройство использования воздуха.

2. Способ прогнозирования погоды по п. 1, в котором на основе вычисленного направления ветра формируется схема размещения, в которой размещается устройство использования воздуха в области таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска устройства использования воздуха, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания устройства использования воздуха, расположенного на подветренной стороне.

3. Способ прогнозирования погоды по п. 1, в котором этап формирования набора элементов информации о погоде в первой малой области дополнительно включает в себя пересчет набора элементов информации о погоде в первой малой области посредством использования данных наблюдений, указывающих, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра и температуры в области, соответствующей информации о погоде.

4. Способ прогнозирования погоды по п. 1, дополнительно включающий в себя:

- вычисление метеорологической полевой информации относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений; и

- вычисление, посредством использования метеорологической полевой информации, потока, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха.

5. Способ прогнозирования погоды по п. 1, дополнительно включающий в себя:

- пересчет, если топографические признаки области, в которой размещается устройство использования воздуха, отличаются от топографических признаков, описанных в информации о погоде, вследствие одной причины из планировки земель, землепользования и установки оборудования, набора элементов информации о погоде в первой малой области на основе топографической информации, отражающей результат ассоциированного одного из планировки земель, землепользования и установки оборудования.

6. Способ прогнозирования погоды по п. 1, в котором информация о погоде в первой малой области и информация о погоде во второй малой области представляют собой трехмерные данные и указывают, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра, энергии турбулентности, солнечного излучения, атмосферного давления, осадков, влажности и температуры.

7. Устройство прогнозирования погоды для прогнозирования погоды посредством проведения моделирований погоды, чтобы проектировать устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем устройство прогнозирования погоды включает в себя:

- модуль хранения, который сохраняет набор элементов информации о погоде, полученный из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, причем набор элементов информации о погоде связан с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относящихся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха; и

- процессор, который выбирает множество наборов элементов информации о погоде, формирует набор элементов информации о погоде в первой малой области, связанный с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область, посредством решения, с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных, дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды, выбирает набор элементов информации о погоде во второй малой области относительно второй области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области, и вычисляет направление ветра, имеющее наибольшую накопленную повторяемость, посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области, чтобы определять направление, в котором размещается устройство использования воздуха.

8. Устройство прогнозирования погоды по п. 7, в котором на основе вычисленного направления ветра, процессор формирует схему размещения, в которой размещается устройство использования воздуха в области таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска устройства использования воздуха, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания устройства использования воздуха, расположенного на подветренной стороне.

9. Устройство прогнозирования погоды по п. 7, в котором процессор повторно рассчитывает, набор элементов информации о погоде в первой малой области посредством использования данных наблюдений, указывающих, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра и температуры в области, соответствующей информации о погоде.

10. Устройство прогнозирования погоды по п. 7, в котором процессор вычисляет метеорологическую полевую информацию относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, и вычисляет, посредством использования метеорологической полевой информации, поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха.

11. Устройство прогнозирования погоды по п. 7, при этом процессор:

- повторно вычисляет, если топографические признаки области, в которой размещается устройство использования воздуха, отличаются от топографических признаков, описанных в информации о погоде, вследствие одной причины из планировки земель, землепользования и установки оборудования, набор элементов информации о погоде в первой малой области на основе топографической информации, отражающей результат ассоциированного одного из планировки земель, землепользования и установки оборудования.

12. Устройство прогнозирования погоды по п. 7, в котором информация о погоде в первой малой области и информация о погоде во второй малой области представляют собой трехмерные данные и указывают, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра, энергии турбулентности, солнечного излучения, атмосферного давления, осадков, влажности и температуры.

13. Устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем устройство использования воздуха включает в себя:

- узел всасывания, который всасывает воздух;

- функциональный узел, который выполняет одно из теплообмена и реакции посредством использования воздуха, всасываемого посредством узла всасывания; и

- узел выпуска, который выпускает газ, выделяемый посредством одной из операций теплообмена и реакции, при этом:

- из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, выбирается множество наборов элементов информации о погоде, связанных с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относящихся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха;

- посредством решения, с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных, дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды, формируется набор элементов информации о погоде в первой малой области, связанный с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область;

- набор элементов информации о погоде во второй малой области относительно области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, выбирается из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области; и

- устройство использования воздуха размещается в области на основе направления ветра, имеющего наибольшую накопленную повторяемость, вычисленную посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области.

14. Устройство использования воздуха по п. 13, при этом устройство использования воздуха размещается таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска, расположенного на наветренной стороне, указываемой в данных направления ветра, включенных в набор элементов информации о погоде во второй малой области, не должен всасываться посредством узла всасывания, расположенного на подветренной стороне, указываемой в данных направления ветра, включенных в набор элементов информации о погоде во второй малой области.

15. Устройство использования воздуха по п. 13, в котором:

- метеорологическая полевая информация относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, вычисляется посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, и посредством использования метеорологической полевой информации вычисляется поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха; и

- устройство использования воздуха размещается таким образом, что нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, не должен возвращаться в узел всасывания.

Преимущества изобретения

[0013] В одном аспекте настоящего изобретения, можно получать направление ветра, необходимое для проектирования устройства использования воздуха, на основе погоды, которая прогнозируется посредством проведения моделирований погоды в области, которая включает в себя местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, посредством использования, в качестве входных данных, информации о погоде, связанной с областью, которая включает в себя местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, и связанной с множеством моментов времени в течение некоторого периода, даже если погодные данные относительно местоположения устройства использования воздуха недоступны.

[0014] Также можно предоставлять схему размещения, которая является оптимальной для устройства использования воздуха, и устройство использования воздуха, которое оптимально размещается относительно вычисленного направления ветра.

Краткое описание чертежей

[0015] Фиг. 1 иллюстрирует пример функциональной конфигурации устройства прогнозирования погоды.

Фиг. 2 иллюстрирует пример аппаратной конфигурации устройства прогнозирования погоды.

Фиг. 3А иллюстрирует пример устройства использования воздуха.

Фиг. 3В иллюстрирует конкретный пример устройства использования воздуха.

Фиг. 3С иллюстрирует другой конкретный пример устройства использования воздуха.

Фиг. 4 иллюстрирует пример информации о погоде в обширной области.

Фиг. 5 иллюстрирует пример информации о погоде в малой области.

Фиг. 6 иллюстрирует пример метеорологической полевой информации.

Фиг. 7А иллюстрирует пример данных температуры и пример данных скорости ветра, полученных из информации о погоде в малой области.

Фиг. 7В иллюстрирует распределение накопленной повторяемости температуры, полученное из данных температуры информации о погоде в малой области.

Фиг. 7С иллюстрирует распределение вероятностей повторяемости температуры, полученное из данных температуры информации о погоде в малой области.

Фиг. 8 иллюстрирует пример взаимосвязи между количеством сжиженного углеводородного газа и расчетной температурой.

Фиг. 9 является розой ветров, полученной из данных направления ветра информации о погоде в малой области.

Фиг. 10А иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и ребристыми охладителя воздухами.

Фиг. 10В иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и ребристыми охладителя воздухами.

Фиг. 11А иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и газовыми турбинами.

Фиг. 11В иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и газовыми турбинами.

Фиг. 12А иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и установками сжижения.

Фиг. 12В иллюстрирует взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и установками сжижения.

Фиг. 13 иллюстрирует пример блок-схемы последовательности операций способа анализа и расчета температуры.

Фиг. 14 иллюстрирует пример блок-схемы последовательности операций способа анализа и расчета направления ветра.

Подробное описание вариантов осуществления

[0016] Со ссылкой на чертежи, далее приводятся следующие описания: 1. Модели метеорологического анализа; 2. Вычислительный гидрогазодинамический анализ; 3. Функциональная конфигурация и аппаратная конфигурация устройства прогнозирования погоды; 4. Устройство использования воздуха; 5. Прогнозирование информации о погоде в районе устройства использования воздуха; 6. Распределение накопленной повторяемости температуры в районе устройства использования воздуха; 7. Роза ветров в районе устройства использования воздуха; 8. Схема размещения, в которой размещается устройство использования воздуха, и устройство использования воздуха на основе схемы размещения; 9. Блок-схема последовательности операций способа анализа и расчета температуры; и 10. Блок-схема последовательности операций способа анализа и расчета направления ветра.

[0017] 1. Модели метеорологического анализа

Модели метеорологического анализа включают в себя различные физические модели, и посредством анализа таких физических моделей посредством использования компьютера, выполняются вычисления для прогнозирования погоды, имеющие более высокое пространственное разрешение, в силу этого позволяя проводить моделирования погоды. Моделирования погоды имеют такое преимущество над полевыми наблюдениями, что может оцениваться информация о погоде, имеющая более высокое пространственное разрешение.

[0018] Чтобы проводить моделирования погоды, необходимо загружать начальные значения и данные граничных значений из метеорологической базы данных, загружаемой из сети. Достаточно подробное пространственное разрешение для проектирования устройства использования воздуха недоступно. Тем не менее, в качестве информации о погоде относительно обширной области, включающей в себя область, в которой размещается устройство использования воздуха (в дальнейшем называемой "информацией о погоде в обширной области"), например, доступны, например данные NCEP (Национального центра экологических прогнозов), которые представляют собой данные анализа глобального наблюдения, повторно анализируемые каждые шесть часов, предоставленные, например, посредством NOAA (Национального управления океанических и атмосферных исследований). NCEP-данные в качестве информации о погоде в обширной области включают в себя метеорологические элементы (направление ветра, скорость ветра, энергия турбулентности, солнечное излучение, атмосферное давление, осадки, влажность и температура) в точках трехмерной сетки, полученных посредством разделения мира на сетчатый шаблон (шаг сетки составляет 1,5-400 км), и обновляются каждые шесть часов. В этом варианте осуществления необходимо проектировать устройство использования воздуха посредством рассмотрения влияния ежегодного изменения, к примеру, того, наблюдается или нет явление "Эль-Ниньо". Соответственно, информация о погоде в обширной области за несколько лет (например, вышеописанные NCEP-данные) используется в качестве начальных значений и данных граничных значений.

[0019] Пример физических моделей, включенных в модели метеорологического анализа, представляет собой WRF (модель исследования и прогнозирования погоды). WRF включает в себя различные физические модели. Примеры физических моделей представляют собой модели излучения для вычисления величины солнечного излучения и величины атмосферного излучения, модели турбулентности для выражения смешанного турбулентного слоя и модели поверхности земли для вычисления температуры поверхности земли, температуры почвы, полевой влажности, количества снеговых осадков и поверхностного потока.

[0020] Модели анализа погоды включают в себя дифференциальные уравнения в частных производных, выражающие движение жидкостей и газов в атмосфере, к примеру, уравнения Навье-Стокса относительно движения жидкостей и газов, и эмпирические уравнения, извлекаемые из атмосферных результатов наблюдения, и дифференциальные уравнения в частных производных, выражающие закон сохранения массы и закон сохранения энергии. Посредством решения этих одновременных дифференциальных уравнений в частных производных могут проводиться моделирования погоды. Таким образом, посредством использования информации о погоде в обширной области в качестве входных данных, разрешаются дифференциальные уравнения на основе моделей метеорологического анализа для моделирований погоды, в силу этого позволяя формировать информацию о погоде относительно местоположения устройства использования воздуха, связанного с областью, имеющей меньшее пространственное разрешение по сравнению с пространственным разрешением информации о погоде в обширной области. В дальнейшем в этом документе, информация о погоде, сформированная таким образом, упоминается в качестве "информации о погоде в малой области".

[0021] 2. Вычислительный гидрогазодинамический анализ

Вычислительный анализ текучих сред представляет собой численный анализ и технологию моделирования для наблюдения потока жидкостей и газов посредством применения вычислительной гидрогазодинамики, в которой уравнения относительно движения текучих сред разрешаются посредством использования компьютера. Более конкретно, посредством использования уравнений Навье-Стокса, которые представляют собой гидрогазодинамические уравнения, состояние текучих сред пространственно вычисляется посредством использования способа конечных объемов. Процедура для вычислительного анализа текучих сред включает в себя этап создания данных трехмерной модели, отражающих структуру сооружения, которое представляет собой объект, который должен анализироваться, этап формирования сеток посредством разделения диапазона объекта, который должен анализироваться, на сетки, которые являются минимальными расчетными единицами, этап загрузки начальных значений и граничных значений и решения гидрогазодинамических уравнений относительно каждой ячейки решетки посредством использования компьютера, и этап вывода различных значений (скорости потока, давления и т.д.), полученных из результатов анализа, в качестве изображений, таких как контуры и векторы.

[0022] Посредством осуществления вычислительного анализа текучих сред могут быть реализованы моделирования текучих сред, имеющие более высокое разрешение по сравнению с таковым, полученным посредством моделей метеорологического анализа. Таким образом, можно предоставлять информацию относительно явлений воздушного течения, уникальных для пространственного масштаба объекта, который должен анализироваться, таких как незначительные изменения скорости ветра и направления ветра и изменение воздушного течения вокруг здания, вызываемое посредством возмущений воздушного течения в масштабе от нескольких сантиметров до нескольких счетчиков, которые очень трудно прогнозировать посредством моделирований погоды.

[0023] 3. Функциональная конфигурация и аппаратная конфигурация устройства прогнозирования погоды

Устройство прогнозирования погоды использует модели метеорологического анализа и осуществляет вычислительный анализ текучих сред, за счет этого вычисляя информацию о погоде в малой области относительно малой области, в которой размещается устройство использования воздуха. Так же, устройство прогнозирования погоды также может выполнять обработку вычисления расчетной температуры или обработку формирования розы ветров, которая поясняется ниже.

[0024] Фиг. 1 иллюстрирует пример функциональной конфигурации устройства прогнозирования погоды. Устройство 90 прогнозирования погоды, показанное на фиг. 1, включает в себя модуль 12 хранения, который сохраняет данные и программы, и процессор 14, который выполняет арифметические операции. В модуле 12 хранения, сохраняются программа 901 для метеорологического анализа, к примеру, WRF, программа 903 для вычислительного анализа текучих сред, программа 905 для вычисления расчетной температуры, программа 907 для формирования розы ветров, программа 909 для вывода схемы размещения для формирования схемы размещения, метеорологическая база 800 данных, информация 801 о погоде в обширной области, к примеру, NCEP-данные, информация 803 о погоде в малой области, полученная посредством моделирований погоды, полевая информация 805 по воздушному потоку, полученная посредством вычислительного анализа текучих сред, информация 807 анализа температуры, информация 808 анализа направления ветра и данные 809 схемы размещения. Метеорологическая база данных сохраняет информацию 801 о погоде в обширной области, которая получается в качестве результата ее загрузки из внешнего источника или получается с носителя хранения данных.

[0025] Процессор 14 выполняет программу 901 для метеорологического анализа и в силу этого выполняет обработку метеорологического анализа, в которой информация 803 о погоде в малой области формируется из информации 801 о погоде в обширной области и сохраняется в модуле 12 хранения. Процессор 14 также выполняет программу 903 для вычислительного анализа текучих сред и в силу этого выполняет вычислительную обработку текучих сред, в которой полевая информация 805 по воздушному потоку формируются из информации 803 о погоде в малой области и сохраняются в модуле 12 хранения. Аналогично, процессор 14 также выполняет программу 905 для вычисления расчетной температуры и программу 907 для формирования розы ветров и в силу этого выполняет обработку вычисления расчетной температуры и обработку формирования розы ветров, соответственно, которые поясняются ниже, и отображает связанную информацию 807 анализа температуры и связанную информацию 808 анализа направления ветра, соответственно, на модуле 16 отображения, который отображает такие данные, как изображения.

[0026] Дополнительно, процессор 14 выполняет программу 909 для формирования схемы размещения и выводит данные 809 схемы размещения на основе информации 808 анализа направления ветра.

[0027] Фиг. 2 иллюстрирует пример аппаратной конфигурации устройства прогнозирования погоды. Устройство 90 прогнозирования погоды, показанное на фиг. 2, включает в себя процессор 12А, основное устройство 14А хранения данных, вспомогательное устройство 14В хранения данных, которое представляет собой жесткий диск или SSD (полупроводниковый накопитель), устройство 15 накопителя, которое считывает данные с носителя 900 хранения данных, и устройство 19 связи, к примеру, NIC (сетевая интерфейсная плата). Эти компоненты соединяются между собой через шину 20. Устройство 90 прогнозирования погоды соединяется с дисплеем 16 и устройством 17 ввода, таким как клавиатура и мышь, которые располагаются внешне. Процессор 12, показанный на фиг. 1, соответствует процессору 12А, а модуль 14 хранения соответствует основному устройству 14А хранения данных.

[0028] В носителе 900 хранения данных, как показано на фиг. 1, в качестве элементов данных могут сохраняться метеорологическая база 800 данных, программа 901 для метеорологического анализа, программа 903 для вычислительного анализа текучих сред, программа 905 для вычисления расчетной температуры, программа 907 для формирования розы ветров и программа 909 для формирования схемы размещения. Эти элементы 800-909 данных сохраняются в модуле 12 хранения, как показано на фиг. 1.

[0029] Устройство 90 прогнозирования погоды может соединяться с внешним сервером 200 или компьютером 210 или 220 через сеть 40. Компьютер 210 и внешний сервер 200 могут иметь компоненты, идентичные компонентам устройства 90 прогнозирования погоды. Например, устройство 90 прогнозирования погоды может принимать метеорологическую базу 800 данных, сохраненную на сервере 200, через сеть 40. Альтернативно, из программ, показанных на фиг. 1, только программа 901 для метеорологического анализа относительно моделирований погоды, имеющих высокую нагрузку системы, может быть сохранена в устройстве 90 прогнозирования погоды, и другие программы могут быть сохранены в любом из компьютеров 210 и 220 и могут быть выполнены в компьютере 210 или 220. Дополнительно, выше приведено описание, в котором устройство 90 прогнозирования погоды ограничивается аппаратными средствами, такими как компьютер. Тем не менее, устройство 90 прогнозирования погоды может представлять собой виртуальный сервер в центре обработки и хранения данных. В этом случае, аппаратная конфигурация может заключаться в следующем. Программы 901-909 могут быть сохранены в модуле хранения в центре обработки и хранения данных, и процессор в центре обработки и хранения данных может выполнять сохраненные программы 901-909, и данные могут выводиться из центра обработки и хранения данных в клиентский компьютер. Внешний сервер 200 может включать в себя метеорологическую базу данных, и при этом устройство 90 прогнозирования погоды может получать погодные данные в обширной области из внешнего сервера 200.

[0030] 4. Устройство использования воздуха

Фиг. 3А иллюстрирует пример устройства использования воздуха. Устройство 100 использования воздуха, показанное на фиг. 3А, размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии, источника электроэнергии и реагента. Устройство 100 использования воздуха включает в себя узел 101 всасывания, который всасывает воздух, функциональный узел 102, который выполняет одно из теплообмена, реакции и рекуперации энергии посредством использования воздуха, всасываемого посредством узла всасывания, и узел 103 выпуска, который выпускает газ, выделяемый посредством одной из операций теплообмена, реакции и рекуперации энергии, хотя эти элементы не являются необходимыми компонентами.

[0031] Фиг. 3В иллюстрирует конкретный пример устройства использования воздуха. Фиг. 3В иллюстрирует ребристый охладитель 100А воздуха и газовую турбину 100B в качестве примеров устройства 100 использования воздуха. Газовая турбина 100B включает в себя узел 101B всасывания, функциональный узел 102B и узел 103B выпуска (дымовую трубу). Посредством использования воздуха, всасываемого посредством узла 101B всасывания, горючий газ сгорает в функциональном узле 102B, с тем чтобы вращать гидротурбину, чтобы формировать движущую силу, за счет этого вращая компрессор 110A. Выхлопной газ выпускается из дымовой трубы 103B. Газ, сжимаемый посредством компрессора 110А, подается в ребристый охладитель 100А воздуха. Функциональный узел 102B, показанный на фиг. 3В, может представлять собой реактор, который вызывает окислительную реакцию реформинга.

[0032] В ребристом охладителе 100А воздуха, выпускаемый газ, нагретый посредством компрессора 110, охлаждается в теплообменнике 102А посредством использования воздуха, всасываемого через узел 101А всасывания (не показан), предоставленный внизу ребристого охладителя воздуха 100А, и выпускается в узел 103А выпуска (не показан), предоставленный наверху ребристого охладителя воздуха 100А. Температура сжатого газа, охлажденного посредством ребристого охладителя воздуха 100А, снижается в охладителе 120 вследствие декомпрессии и расширения, и затем сжатый газ охлаждает целевую среду. Декомпрессированный и нагретый газ снова возвращается в компрессор 110А. В варианте осуществления, целевая среда, которая должна быть охлаждена, представляет собой, например, углеводородный газ, такой как метан или этан, и охлаждается в охладителе 120 и за счет этого сжижается.

[0033] Устройство использования воздуха пояснено через иллюстрацию одного из ребристого охладителя воздуха и газовой турбины. Тем не менее, устройство использования воздуха может представлять собой установку сжижения для сжижения углеводородного газа, включающую в себя ребристый охладитель воздуха и газовую турбину. В дальнейшем в этом документе описывается вариант осуществления устройства прогнозирования погоды или способа прогнозирования погоды через иллюстрацию ребристого охладителя воздуха, газовой турбины или установки сжижения. Тем не менее, вариант осуществления настоящего изобретения охватывает ребристый охладитель воздуха, газовую турбину и установку сжижения на основе схемы размещения, спроектированной посредством устройства прогнозирования погоды или способа прогнозирования погоды.

[0034] Фиг. 3С иллюстрирует другой конкретный пример устройства использования воздуха. В качестве примера устройства использования воздуха, показывается ветряной электрогенератор 100С. Рабочие колеса ветряного электрогенератора 100C соответствуют узлу 101C всасывания и узлу 103C выпуска, а электромотор соответствует функциональному узлу 102C.

[0035] 5. Воспроизводство информации о погоде в районе устройства использования воздуха

Фиг. 4 иллюстрирует пример информации о погоде в обширной области. В информации А100 о погоде в обширной области, показанной на фиг. 4, показывается область, в которой размещается устройство 100 использования воздуха. Ссылочная позиция 1100 обозначает береговую линию. Левая сторона береговой линии 1100 на плоскости чертежа является морем, и правая сторона этого является землей. Фиг. 5 иллюстрирует пример информации о погоде в малой области. Фиг. 5 иллюстрирует область, для которой проводятся моделирования погоды, и область сегментируется на множество зон А1-А15, чтобы проводить моделирования погоды, и каждая зона соответствует сетке вычислений. Например, если разрешение сетки составляет 9 км, зона вычислений составляет 549 км × 549 км. Если разрешение сетки составляет 3 км, зона вычислений составляет 93 км × 93 км. Соответственно, в этих зонах А1-А15, точки оценки задаются в сетчатом шаблоне с интервалами в 1-9 км в направлении с севера на юг и в направлении с востока на запад.

[0036] Устройство 100 использования воздуха размещается так, как показано на фиг. 5, и для того чтобы получать температуру или направление ветра в зоне, в которой размещается устройство 100 использования воздуха, процессор 12 формирует элементы А1-А16 информации о погоде в малой области из информации А100 о погоде в обширной области посредством решения дифференциальных уравнений в частных производных, выражающих информацию о погоде, на основе моделей метеорологического анализа.

[0037] Фиг. 6 иллюстрирует пример метеорологической полевой информации. Процессор 12 осуществляет вычислительный гидрогазодинамический анализ для элемента А16 информации о погоде в малой области, показанного на фиг. 6, за счет этого вычисляя метеорологическую полевую информацию относительно области, меньшей зон из информации о погоде в малой области. После вычисления метеорологической полевой информации относительно зоны А15, посредством использования метеорологической полевой информации относительно зоны А15 в качестве начального значения, процессор 12 может определять детализированную метеорологическую полевую информацию в районе устройства 100 использования воздуха посредством использования гидрогазодинамических моделей (CFD-моделей). В этом случае, подробная метеорологическая полевая информация может быть определена с разрешением в приращениях 0,5 м, которые намного меньше разрешения сетки (например, 1 км), используемого в моделированиях погоды.

[0038] Метеорологическая полевая информация относительно целевой зоны А16, в которой размещается устройство 100 использования воздуха, может быть определена посредством использования гидрогазодинамических моделей. Таким образом, могут получаться точные данные с учетом конфигураций зданий. Примеры гидрогазодинамических моделей представляют собой K·ε, LES и DNS.

[0039] Достаточно того, что компьютер этого варианта осуществления получает подробные данные метеорологической полевой информации только относительно целевой зоны, и в силу этого необязательно осуществлять анализ для всех зон А2-А15 посредством использования CFD-моделей. Соответственно, множество вычислений, проводимых посредством осуществления анализа с использованием CFD-моделей, не требуется, и CFD-анализ осуществляется только для целевой зоны, за счет этого повышая точность и снижая время обработки.

[0040] Ссылочная позиция 320, показанная на фиг. 6, обозначает ре циркулирующий поток выхлопного газа. Посредством осуществления CFD-анализа может вычисляться и проясняться поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается и рециркулирует в узле всасывания устройства использования воздуха, который не прояснен посредством проведения моделирований погоды. Посредством использования ре циркулирующего потока, можно определять то, какая степень допустимого запаса температуры должна приниматься для данных температуры, что поясняется ниже. Дополнительно, проясняется ре цирку пирующий поток, и за счет этого может определяться подходящее местоположение устройства использования воздуха.

[0041] Кроме того, например, если доступны требуемые данные наблюдений, такие как данные температуры и данные направления ветра, поскольку имеется, например, аэродром в A3, показанном на фиг. 5, набор элементов информации о погоде в первой малой области может повторно рассчитываться посредством использования таких данных в качестве входных значений. В этой компоновке, можно повышать точность моделирований погоды посредством использования доступных локальных данных.

[0042] Топографические признаки зоны А16, в которой размещается устройство использования воздуха, могут отличаться от топографических признаков, описанных в информации о погоде, вследствие одной причины из планировки земель, землепользования или установки оборудования. Даже в таком случае, набор элементов информации о погоде в первой малой области может повторно рассчитываться на основе топографической информации, отражающей результат ассоциированного одного из планировки земель, землепользования и установки оборудования, вызываемой посредством размещения устройства использования воздуха. В этой компоновке, можно точно моделировать погодные условия после того, как размещается устройство использования воздуха.

[0043] 6. Распределение накопленной повторяемости температуры в районе устройства использования воздуха

Фиг. 7А иллюстрирует пример данных температуры и пример данных скорости ветра, полученных из информации о погоде в малой области. Информация о погоде в малой области является информацией, которая получена, например, за три года, и данные в году 2009 показаны в качестве примера на фиг. 7А.

[0044] Фиг. 7В иллюстрирует распределение накопленной повторяемости температуры, полученное из данных температуры информации о погоде в малой области. Фиг. 7С иллюстрирует распределение вероятностей превышения температуры, полученное из данных температуры информации о погоде в малой области. Процессор 12 формирует такие элементы данных. Например, температура, полученная посредством суммирования допустимого запаса температуры 2°C с температурой, при которой интегральная вероятность составляет 50% или выше в распределении накопленной повторяемости температуры, или температура, полученная посредством суммирования допустимого запаса температуры 2°C с температурой, при которой вероятность превышения меньше 50% в распределении вероятностей превышения температуры, задается в качестве расчетной температуры для проектирования устройства 100 использования температуры.

[0045] Фиг. 8 иллюстрирует пример взаимосвязи между количеством сжиженного углеводородного газа и расчетной температурой. Расчетная температура устройства 100 использования температуры представляет собой температуру для удовлетворения предварительно определенному уровню производительности. Соответственно, если температура достигает или превышает расчетную температуру, то производительность устройства 100 использования температуры с большой вероятностью резко падает. Например, если, в примере на фиг. 3, ребристый охладитель 100А воздуха проектируется при расчетной температуре, показанной на фиг. 8, когда температура наружного воздуха превышает расчетную температуру, количество сжиженного углеводородного газа резко снижается, в силу этого не позволяя удовлетворять предварительно определенному уровню производительности. В устройстве прогнозирования погоды согласно этому варианту осуществления точно моделируются фактические температуры. Таким образом, даже если устройство 100 использования воздуха проектируется в окружении без измеренных данных, расчетная температура может быть получена посредством прогнозирования температуры наружного воздуха, в силу этого позволяя проектировать устройство использования воздуха, демонстрирующее требуемый уровень производительности.

[0046] 7. Роза ветров в районе устройства использования воздуха

Фиг. 9 является розой ветров, полученной из данных направления ветра информации о погоде в малой области. Роза ветров является схемой, иллюстрирующей частоты направлений ветра и скоростей ветра в некоторых направлениях в некотором местоположении за некоторый период. Накопленная повторяемость является более высокой по мере того, как данные направления ветра проходят дальше в радиальном направлении. Скорости ветра также указываются посредством сетчатых шаблонов. Направление ветра, имеющее наибольшую накопленную повторяемость, полученное в этом случае, называется преобладающим направлением ветра. На фиг. 9, преобладающее направление ветра обозначается посредством 300. Символ 310 направления по сторонам света соответствует преобладающему направлению 300 ветра. Чертежи, поясненные ниже, показываю то, что юг (S) в символе направления по сторонам света является преобладающим направлением ветра.

[0047] Устройство использования воздуха, показанное на фиг. 3, формируется на основе расчетной температуры или преобладающего направления ветра, сформированного так, как описано выше.

[0048] 8. Схема размещения, в которой размещается устройство использования воздуха, и устройство использования воздуха на основе схемы размещения

Фиг. 10А и 10B иллюстрируют взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и ребристыми охладителя воздухами. Ребристые охладители 100А-1 и 100А-2 воздуха, показанные на фиг. 10А, размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска ребристого охладителя воздуха 100А-1, расположенного на наветренной стороне, должен всасываться посредством узла всасывания ребристого охладителя воздуха 100А-2, расположенного на подветренной стороне. Если ребристые охладители 100А-1 и 100А-2 воздуха размещаются таким способом, ребристый охладитель 100А-2 воздуха использует нагретый выпускаемый газ в качестве газа-охладителя, и в силу этого невозможно выполнять требуемый теплообмен, тем самым не позволяя удовлетворять предварительно определенному уровню производительности, как показано на фиг. 8.

[0049] Соответственно, ребристый охладитель воздуха не размещается на подветренной стороне в направлении ветра, имеющем наибольшую накопленную повторяемость в сформированной розе ветров, что в ином случае приводит к тому, что ребристый охладитель воздуха всасывает выхлопной газ. Как результат, может не допускаться вышеописанное неудобство. Иными словами, на основе вычисленного направления ветра ребристые охладители воздуха размещаются в схеме размещения таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания, расположенного на подветренной стороне.

[0050] Ребристые охладители 100А-1 и 100А-2 воздуха, показанные на фиг. 10B, размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска ребристого охладителя воздуха 100А-1, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания ребристого охладителя воздуха 100А-2, расположенного на подветренной стороне. Если ребристые охладители 100А-1 и 100А-2 воздуха размещаются таким способом, ребристый охладитель 100А-2 воздуха может удовлетворять предварительно определенному уровню производительности. После вычисления преобладающего направления ветра процессор 14 формирует и выводит данные 400А схемы размещения, указывающие то, что ребристые охладители 100А-1 и 100А-2 воздуха размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска ребристого охладителя воздуха 100А-1, не должен всасываться посредством узла всасывания ребристого охладителя воздуха 100А-2, расположенного на подветренной стороне.

[0051] Фиг. 11А и 11B иллюстрируют взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и газовыми турбинами. Газовые турбины 100B-1 и 100В-2, показанные на фиг. 11А, размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска газовой турбины 100B-1, расположенной на наветренной стороне, должен всасываться посредством узла всасывания газовой турбины 100В-2, расположенной на подветренной стороне. Если газовые турбины 100В-1 и 100В-2 размещаются таким способом, то газовая турбина 100В-2 с большой вероятностью использует нагретый выпускаемый газ в качестве всасываемого газа, и в силу этого невозможно получать требуемый вывод.

[0052] Соответственно, газовая турбина не размещается на подветренной стороне в направлении ветра, имеющем наибольшую накопленную повторяемость в сформированной розе ветров, что в ином случае приводит к тому, что газовая турбина всасывает выхлопной газ. Как результат, может не допускаться вышеописанное неудобство. Иными словами, на основе вычисленного направления ветра газовые турбины размещаются в схеме размещения таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания, расположенного на подветренной стороне.

[0053] Газовые турбины 100B-1 и 100B-2, показанные на фиг. 11B, размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска газовой турбины 100B-1, расположенной на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания газовой турбины 100В-2, расположенной на подветренной стороне. Если газовые турбины 100В-1 и 100В-2 размещаются таким способом, газовая турбина 100В-2 может удовлетворять предварительно определенному уровню производительности. После вычисления преобладающего направления ветра процессор 14 формирует и выводит данные 400В схемы размещения, указывающие то, что газовые турбины 100В-1 и 100В-2 размещаются таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска газовой турбины 100В-1, не должен всасываться посредством узла всасывания газовой турбины 100В-2, расположенной на подветренной стороне в преобладающем направлении 300 ветра.

[0054] Фиг. 12А и 12В иллюстрируют взаимосвязь между преобладающим направлением ветра и установками сжижения, включающими в себя газовую турбину и ребристый охладитель воздуха. Установки сжижения 100С-1 и 100С-2, показанные на фиг. 12А, имеют такую конфигурацию, в которой газ, выпускаемый из ребристых охладителей 100А-1 и 100А-2 воздуха всасывается посредством газовых турбин 100 В-1 и 100 В-2, соответственно. Установки сжижения 100С-1 и 100С-2, показанные на фиг. 12А, также имеют такую конфигурацию относительно преобладающего направления 300 ветра, в которой газ, выпускаемый из узла выпуска установки сжижения 100С-1, расположенной на наветренной стороне в преобладающем направлении 300 ветра, всасывается посредством узла всасывания установки сжижения 100С-1, расположенной на подветренной стороне в преобладающем направлении 300 ветра. Если установки сжижения 100С-1 и 100С-2 размещаются таким способом, то установка сжижения 100С-1 с большой вероятностью использует нагретый выпускаемый газ в качестве газа-охладителя, и в силу этого невозможно получать требуемый уровень производительности.

[0055] Соответственно, установка сжижения не размещается на подветренной стороне в направлении ветра, имеющем наибольшую накопленную повторяемость в сформированной розе ветров, что в ином случае приводит к тому, что установка сжижения всасывает выхлопной газ. Как результат, может не допускаться вышеописанное неудобство. Иными словами, на основе вычисленного направления ветра установки сжижения размещаются в схеме размещения таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания, расположенного на подветренной стороне.

[0056] Установки сжижения 100С-1 и 100С-2, показанные на фиг. 12В, размещаются относительно преобладающего направления 300 ветра таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска установки сжижения 100С-1, расположенной на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания установки сжижения 100С-2, расположенной на подветренной стороне. Если установки сжижения 100С-1 и 100С-2 размещаются таким способом, установки сжижения 100С-2 могут удовлетворять предварительно определенному уровню производительности. После вычисления преобладающего направления ветра процессор 14 формирует и выводит данные 400С схемы размещения, указывающие то, что установки сжижения 100С-1 и 100С-2 размещаются таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска газовой турбины 100В-1, расположенной на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания установки сжижения 100С-2, расположенной на подветренной стороне.

[0057] На основе элементов данных 400А, 400В, 400С схемы размещения изготавливаются или создаются ребристые охладители воздуха, газовые турбины и установки сжижения, соответственно. В таком случае устройство использования воздуха этого варианта осуществления может удовлетворять требуемому уровню производительности.

[0058] 9. Блок-схема последовательности операций способа анализа и расчета температуры

Фиг. 13 иллюстрирует пример блок-схемы последовательности операций способа анализа и расчета температуры. Процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для метеорологического анализа, чтобы выполнять следующую обработку. Процессор 14 выбирает, из метеорологической базы данных, включающей в себя множество элементов информации о погоде, имеющих, по меньшей мере, данные температуры, связанные с временами и областями, набор элементов информации о погоде, связанный с областью, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха, и с множеством моментов времени в течение некоторого периода (S101).

[0059] Процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для метеорологического анализа, чтобы выполнять следующую обработку. Посредством решения дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей метеорологического анализа посредством использования каждого элемента информации о погоде в качестве входных данных, формируется набор элементов информации о погоде в первой малой области, связанный с областями, меньшими области, соответствующей вышеописанной информации о погоде (S102).

[0060] Процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для метеорологического анализа, чтобы выполнять обработку для выбора, из набора элементов информации о погоде в первой малой области, набора элементов информации о погоде во второй малой области относительно области, содержащей местоположение устройства использования воздуха (S103). Процессор 14 выполняет программу для вычисления расчетной температуры, чтобы выполнять следующую обработку. Чтобы вычислять расчетную температуру устройства использования воздуха, процессор 14 формирует распределение накопленной повторяемости температуры или распределение вероятностей превышения температуры за некоторый период посредством использования данных температуры, включенных в набор элементов информации о погоде во второймалой области (S104).

[0061] При обработке формирования (S104), расчетная температура может быть вычислена посредством одного из этапа вычисления, из метеорологической полевой информации, температуры, при которой накопленная повторяемость превышает, по меньшей мере, 50%, этапа вычисления, из метеорологической полевой информации, температуры, при которой вероятность превышения, по меньшей мере, меньше 50%, и этапа суммирования допустимого запаса температуры с температурой, при которой накопленная повторяемость превышает 50%, или с температурой, при которой вероятность превышения меньше 50%.

[0062] Процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для вычислительного анализа текучих сред, чтобы выполнять следующую обработку. Процессор 14 вычисляет информацию о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, с тем чтобы вычислять метеорологическую полевую информацию. Затем, процессор 14 вычисляет поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается и рециркулирует в узле всасывания устройства использования воздуха (S105). Таким образом, на основе ре циркулирующего потока может определяться допустимый запас температуры для температуры, полученной посредством моделирований погоды.

[0063] 10. Блок-схема последовательности операций способа анализа и расчета направления ветра

Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа анализа и расчета температуры. Этапы S201-S203, показанные на фиг. 14, надлежащим образом соответствуют этапам S101-S103 по фиг. 13. Процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для формирования розы ветров, чтобы выполнять следующую обработку. Чтобы определять направление, в котором размещается устройство использования воздуха, процессор 14 вычисляет направление ветра, имеющее наибольшую накопленную повторяемость, посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области (S204). Дополнительно, процессор 14 устройства 90 прогнозирования погоды выполняет программу для вывода схемы размещения, чтобы выполнять следующую обработку. Процессор 14 формирует, на основе вычисленного направления ветра, схему размещения, в которой размещается устройство использования воздуха в вышеописанной области таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска/выхлопа устройства использования воздуха, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания устройства использования воздуха, расположенного на подветренной стороне.

[0064] После этапа (S204) процессор 14 выполняет программу для вычислительного анализа текучих сред, чтобы выполнять следующую обработку. Процессор 14 вычисляет информацию о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, с тем чтобы вычислять метеорологическую полевую информацию относительно области, меньшей областей, соответствующих информации о погоде во второй малой области. Затем, процессор 14 вычисляет, посредством использования метеорологической полевой информации, поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается и рециркулирует в узле всасывания устройства использования воздуха (S205). Таким образом, на основе ре циркулирующего потока может определяться оптимальная компоновка устройства использования температуры.

[0065] Хотя варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны, следует понимать, что различные изменения, замены и модификации могут вноситься в них без отступления от сущности и объема изобретения.

1. Способ прогнозирования погоды для прогнозирования погоды посредством проведения моделирований погоды, чтобы проектировать устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем способ прогнозирования погоды содержит этапы, на которых:
- выбирают, из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, причем множество наборов элементов информации о погоде, связанных с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относятся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещено устройство использования воздуха;
- посредством решения с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды, формируют множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области, связанных с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область;
- выбирают набор элементов информации о погоде во второй малой области относительно второй области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области; и
- вычисляют направление ветра, имеющее наибольшую накопленную повторяемость, посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области, чтобы определить направление, в котором размещено устройство использования воздуха.

2. Способ прогнозирования погоды по п.1, в котором:
на основе вычисленного направления ветра формируется схема размещения, в которой размещено устройство использования воздуха в области таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска устройства использования воздуха, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания устройства использования воздуха, расположенного на подветренной стороне.

3. Способ прогнозирования погоды по п.1 или 2, в котором:
этап формирования набора элементов информации о погоде в первой малой области дополнительно включает в себя этап, на котором:
повторно рассчитывают набор элементов информации о погоде в первой малой области посредством использования данных наблюдений, указывающих, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра и температуры в области, соответствующей информации о погоде.

4. Способ прогнозирования погоды по п.1 или 2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- вычисляют метеорологическую полевую информацию относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений; и
- вычисляют посредством использования метеорологической полевой информации поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха.

5. Способ прогнозирования погоды по п.1 или 2, дополнительно содержащий этап, на котором:
- повторно рассчитывают, если топографические признаки области, в которой размещено устройство использования воздуха, отличаются от топографических признаков, описанных в информации о погоде, вследствие одной причины из планировки земель, землепользования и установки оборудования, набор элементов информации о погоде в первой малой области на основе топографической информации, отражающей результат ассоциированного одного из планировки земель, землепользования и установки оборудования.

6. Способ прогнозирования погоды по п.1 или 2, в котором:
информация о погоде в первой малой области и информация о погоде во второй малой области представляют собой трехмерные данные и указывают, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра, энергии турбулентности, солнечного излучения, атмосферного давления, осадков, влажности и температуры.

7. Устройство прогнозирования погоды для прогнозирования погоды посредством проведения моделирований погоды, чтобы проектировать устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем устройство прогнозирования погоды содержит:
- модуль хранения, который сохраняет набор элементов информации о погоде, полученный из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, причем набор элементов информации о погоде связан с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относящихся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещено устройство использования воздуха; и
- процессор, который выбирает множество наборов элементов информации о погоде, формирует набор элементов информации о погоде в первой малой области, связанный с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область, посредством решения с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды, выбирает набор элементов информации о погоде во второй малой области относительно второй области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области, и вычисляет направление ветра, имеющее наибольшую накопленную повторяемость, посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области, чтобы определять направление, в котором размещено устройство использования воздуха.

8. Устройство прогнозирования погоды по п.7, в котором:
на основе вычисленного направления ветра процессор формирует схему размещения, в которой размещено устройство использования воздуха в области таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска устройства использования воздуха, расположенного на наветренной стороне, не должен всасываться посредством узла всасывания устройства использования воздуха, расположенного на подветренной стороне.

9. Устройство прогнозирования погоды по п.7 или 8, в котором:
процессор повторно рассчитывает набор элементов информации о погоде в первой малой области посредством использования данных наблюдений, указывающих, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра и температуры в области, соответствующей информации о погоде.

10. Устройство прогнозирования погоды по п.7 или 8, в котором:
процессор вычисляет метеорологическую полевую информацию относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, и вычисляет посредством использования метеорологической полевой информации поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха.

11. Устройство прогнозирования погоды по п.7 или 8, при этом процессор:
повторно рассчитывает, если топографические признаки области, в которой размещено устройство использования воздуха, отличаются от топографических признаков, описанных в информации о погоде, вследствие одной причины из планировки земель, землепользования и установки оборудования, набор элементов информации о погоде в первой малой области на основе топографической информации, отражающей результат ассоциированного одного из планировки земель, землепользования и установки оборудования.

12. Устройство прогнозирования погоды по п.7 или 8, в котором:
информация о погоде в первой малой области и информация о погоде во второй малой области представляют собой трехмерные данные и указывают, по меньшей мере, одно из направления ветра, скорости ветра, энергии турбулентности, солнечного излучения, атмосферного давления, осадков, влажности и температуры.

13. Устройство использования воздуха, которое размещается на улице под влиянием окружающих погодных условий и которое использует воздух в качестве одного из источника тепловой энергии и реагента, причем устройство использования воздуха содержит:
- узел всасывания, который всасывает воздух;
- функциональный узел, который выполняет одно из теплообмена и реакции посредством использования воздуха, всасываемого посредством узла всасывания; и
- узел выпуска, который выпускает газ, выделяемый посредством одной из операций теплообмена и реакции, при этом:
из множества элементов информации о погоде, которые включают в себя, по меньшей мере, данные направления ветра и которые связаны с временами и областями, выбирается множество наборов элементов информации о погоде, связанных с множеством моментов времени в течение фиксированного периода, относящихся к первой области, содержащей местоположение, в котором размещено устройство использования воздуха;
посредством решения с использованием выбранного множества наборов элементов информации о погоде в качестве входных данных дифференциальных уравнений, выражающих информацию о погоде, на основе моделей анализа, используемых для проведения моделирований погоды, формируется набор элементов информации о погоде в первой малой области, связанный с множеством вторых областей, которые располагаются в пределах первой области и которые меньше, чем первая область;
набор элементов информации о погоде во второй малой области относительно области, содержащей местоположение устройства использования воздуха, выбирается из сформированного множества наборов элементов информации о погоде в первой малой области; и
устройство использования воздуха размещено в области на основе направления ветра, имеющего наибольшую накопленную повторяемость, вычисленную посредством использования данных направления ветра, содержащихся в наборе элементов информации о погоде во второй малой области.

14. Устройство использования воздуха по п.13, при этом:
устройство использования воздуха размещено таким образом, что газ, выпускаемый из узла выпуска, расположенного на наветренной стороне, указываемой в данных направления ветра, включенных в набор элементов информации о погоде во второй малой области, не должен всасываться посредством узла всасывания, расположенного на подветренной стороне, указываемой в данных направления ветра, включенных в набор элементов информации о погоде во второй малой области.

15. Устройство использования воздуха по п.13 или 14, в котором:
метеорологическая полевая информация относительно области, меньшей области, соответствующей информации о погоде во второй малой области, вычисляется посредством вычисления информации о погоде во второй малой области посредством использования трехмерных гидрогазодинамических уравнений, и посредством использования метеорологической полевой информации вычисляется поток, в котором нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, возвращается в узел всасывания устройства использования воздуха; и
устройство использования воздуха размещено таким образом, что нагретый воздух, выпускаемый из устройства использования воздуха, не должен возвращаться в узел всасывания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для прогнозирования погоды. Сущность: выбирают из множества элементов информации о погоде, которые относятся к областям и моментам времени и которые включают в себя, по меньшей мере, температурные данные, множество наборов информации о погоде, относящихся к множеству моментов времени в течение фиксированного периода, касающихся первой области, содержащей местоположение, в котором размещается устройство использования воздуха.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения зон возможного обледенения воздушных судов в режиме реального времени. Согласно заявленному способу проводится регистрация фактических значений вертикального профиля температуры приземного слоя атмосферы n раз при помощи наземного температурного профилемера, который устанавливают в заданном районе наблюдения, а по данным наземных наблюдений определяют приземное значение относительной влажности воздуха, приземное значение температуры точки росы и значение высоты нижней кромки облачности.

Изобретение относится к области солнечно-земной физики и может быть использовано для прогнозирования погодно-климатических характеристик. Сущность: наблюдают за текущей активностью Солнца.

Изобретение относится к области прогноза космической погоды, определяемой вспышечной активностью Солнца, и может быть использовано для прогноза геоэффективных последствий солнечных вспышек, в частности явлений нарушения коротковолновой радиосвязи, ухудшение определения местоположения по данным ГЛОНАСС/GPS навигации; повышение радиационной опасности для экипажей и пассажиров высотных самолетов с трассами полета в полярных областях, а также сбоям в работе бортовых космических приборов и возрастанию опасности радиационного поражения экипажей пилотируемых космических аппаратов.

Изобретение относится к системам связи, а именно к информационным системам для обеспечения потребителей мониторинговой информацией, и может быть использовано для контроля объекта (района, явления) и прогнозирования развития ситуации на территориях без стационарных средств мониторинга.

Изобретение относится к солнечно-земной физике и может быть использовано для краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. .

Изобретение относится к физике ионосферы и может быть использовано для предсказания экстремальных изменений ионосферы. .

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано как на метеорологических станциях, так в любом месте и в любом регионе суши, в пределах ареала обитания ногохвосток (везде, кроме пустынь и высокогорий).

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано в горных районах для заблаговременного оповещения населения о начале схода селя и паводков ливневого происхождения.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано при прогнозировании погодных явлений в режиме реального времени. .

Способ исследования изменений климата Земли заключается в том, что измерительную систему, включающую два идентичных оптических телескопа, располагают на видимой поверхности Луны. Во время движения Луны вокруг Земли оптические телескопы последовательно производят измерения энергии отраженного и рассеянного Землей солнечного излучения по всем направлениям и суммарной энергии собственного теплового излучения поверхности и атмосферы Земли. Затем определяют значение альбедо Бонда Земли, величину отклонения энергетического баланса Земли от равновесного состояния с использованием заранее известных данных солнечной постоянной. И на основании полученных данных оценивают изменения энергетического состояния Земли и степени пропускания атмосферой теплового излучения земной поверхности в космическое пространство, а также состояние климата. Технический результат - повышение точности и надежности исследования климатических изменений, происходящих на Земле. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх