一种海上风机导管架基础的设计方法及系统技术方案

本申请提出一种海上风机导管架基础的设计方法及系统，所述方法包括：利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度，根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型，对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型，按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。本发明专利技术提供的技术方案，对海上风机导管架基础进行修正和优化，以最大程度满足海上风机导管架基础的安全性和经济性。导管架基础的安全性和经济性。导管架基础的安全性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风机导管架基础的设计方法及系统


[0001]本申请涉及海上风电
，尤其涉及一种海上风机导管架基础的设计方法及系统。

技术介绍

[0002]风能是一种不污染环境的清洁能源，因为风能可再生、清洁等特点，备受青睐。海上风能的可开发和利用的潜力巨大。近年来，随着陆上风能发电技术趋于完善及海上风能的大规模开发，海上风能开发利用技术已经成为热点研究对象。与陆上风电相比，海上风电年利用小时长，风速更高，风切变更小，湍流强度小，有稳定的主导方向，因此机组运行稳定、寿命长，单机能量产出较大。此外，海上风电接近沿海用电负荷中心，不占用土地资源。发展海上风电可以有效解决陆上风电传输距离远的问题，有利于解决风电并网送出的问题。因此，在近海海域发展海上风电是风能开发利用的一个重要途径。
[0003]现有的海上风机导管架基础设计方法，由于不能够对所述基础中构件的应力集中系数、许用应力和疲劳寿命进行准确的确定，导致钢材用料较多和所述风机导管架基础使用寿命较短的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种海上风机导管架基础的设计方法及系统，以至少解决相关技术中的钢材用料较多和所述风机导管架基础使用寿命较短的问题技术问题。
[0005]本申请第一方面实施例提出一种海上风机导管架基础的设计方法，包括：
[0006]利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度；
[0007]根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型；
[0008]对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型；
[0009]按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。
[0010]本申请第二方面实施例提出一种海上风机导管架基础的设计方法系统，包括：
[0011]确定模块，用于利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度；
[0012]建立模块，用于根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型；
[0013]优化模块，用于对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型；
[0014]设计模块，用于按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。
[0015]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0016]综上所述，本申请提出的一种海上风机导管架基础的设计方法及系统中，首先利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度，其次根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型，然后对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型，最后按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。本专利技术提供的技术方案，通过在设计海上风机导管架基础时进行修正和优化，可以提高设计的准确度，以最大程度满足海上风机导管架基础的安全性和经济性。
[0017]本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0018]本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1为根据本申请一个实施例提供的一种海上风机导管架基础的设计方法的流程图；
[0020]图2为根据本申请一个实施例提供的海上风机水下三桩导管架基础的主视图；
[0021]图3为根据本申请一个实施例提供的海上风机水下三桩导管架基础的俯视图；
[0022]图4为根据本申请一个实施例提供的一种海上风机导管架基础的设计系统的结构图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0024]本申请提出的本申请提出的海上风机导管架基础的设计方法及系统中，首先利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度，其次根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型，然后对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型，最后按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。本专利技术提供的技术方案，通过在设计海上风机导管架基础时进行修正和优化，可以提高设计的准确度，以最大程度满足海上风机导管架基础的安全性和经济性。
[0025]下面参考附图描述本申请实施例的海上风机导管架基础的设计方法及系统。
[0026]实施例1
[0027]图1为本公开实施例所提供的一种海上风机导管架基础的设计方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
[0028]步骤1：利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度；
[0029]在本公开实施例中，所述海上风机导管架基础设计的基本参数信息可以为：海上
风机导管架基础作业的环境要素、所述风机的运行和结构参数、所述导管架基础的结构和桩的用钢型号及所述钢材的物理参数、所述导管架基础结构的高程、所述导管架基础的结构和桩的结构尺寸。
[0030]在本公开实施例中，所述利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度，包括：
[0031]基于海上风机导管架基础作业的环境要素、所述导管架基础的使用年限和所述导管架基础对应的海上风机运行时产生的风机荷载确定海上风机导管架基础结构的主尺度；
[0032]所述环境要素可以为：所处作业海域的极端水位、波高、风速、海流、海生物附着情况、土壤条件和腐蚀裕量。
[0033]示例的，确定的海上风机基础结构的主尺度，内容包括塔筒直径和各分段厚度，塔筒、撑管、弦管、桩套管和桩的直径和壁厚，以及各构件的长度和分布形式，其中，主尺度的确定应考虑以下三个方面，一是必须考虑复杂的海洋环境，包括极端水位，波高，风速，海流等；二是结构的设计年限要满足相关规范的设计要求；三是要考虑海上风机运转时产生的风机荷载，确保基础结构满足强度和刚度要求。
[0034]需要说明的是，所述海上风机导管架基础设计的基本参数信息的获取过程包括：
[0035]查阅相关资料确定环境要素；通过查阅资料获得风机作业海域的水深和潮位，波浪要素，海流要素，风要素，海生物附着情况和土壤条件，并对基础结构按照规范要求考虑一定的腐蚀裕量。
[0036]示例的，以海上风机水下三桩导管架基础为例，其中，图2为所述海上风机水下三桩导管架基础的主视图，图3为所述海上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风机导管架基础的设计方法，其特征在于，所述方法包括：利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度；根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型；对海上风机导管架基础初始有限元模型进行优化得到海上风机导管架基础有限元模型；按照优化后的海上风机导管架基础有限元模型设计海上风机导管架基础。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取的海上风机导管架基础设计的基本参数信息，包括：海上风机导管架基础作业的环境要素、所述风机的运行和结构参数、所述导管架基础的结构和桩的用钢型号及所述钢材的物理参数、所述导管架基础结构的高程、所述导管架基础的结构和桩的结构尺寸。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用海上风机导管架基础设计的基本参数信息确定海上风机导管架基础结构的主尺度，包括：基于海上风机导管架基础作业的环境要素、所述导管架基础的使用年限和所述导管架基础对应的海上风机运行时产生的风机荷载确定海上风机导管架基础结构的主尺度；所述环境要素包括：所处作业海域的极端水位、波高、风速、海流、海生物附着情况、土壤条件和腐蚀裕量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述海上风机导管架基础结构的主尺度在SACS软件中建立海上风机导管架基础初始有限元模型，包括：基于所述海上风机导管架基础结构的主尺度确定所述导管架基础的关键点参数；利用所述导管架基础的关键点参数在ACS软件中建立各个关键点；进行关键点连线建立海上风机导管架基础结构模型，并进行单元划分得到所述导管架基础结构的塔筒、撑管、弦管、桩套管和桩的结构基于修正要素对所述导管架基础结构的塔筒、撑管、弦管、桩套管和桩的结构进行修正得到海上风机导管架基础初始有限元模型。5.如权利要求4所述方法，其特征在于，进行单元划分后还包括：将划分后的属性参数一致的单元归类到同一组中形成各单元组。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于修正要素对所述所述导管架基础结构的塔筒、撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝金涛，边防，刘溟江，姚中原，任鑫，朱俊杰，吕亮，武青，吴昊，李遥宇，彭泳江，张宇，严祺慧，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能国际电力江苏能源开发有限公司华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：