【技术实现步骤摘要】
本申请涉及海上风电，尤其涉及一种海上风电单桩基础的设计方法。
技术介绍
1、海上风电机组基础是海上风电机组的重要支撑结构，也是保证风电机组正常运行的重要结构。单桩基础型式为大直径圆柱形钢铁管件，在所有的风电机组基础型式中，其结构最为简单，承载力大，已成为海上风电基础的主流形型式。
2、海上风电场往往采用同一种机型，因此海上风电机组参数一般固定，然而由于海洋环境的复杂性，每个机位的气象、水文、地质参数均有不同。传统的单桩基础结构设计中，首先需要选取最恶劣的工况设计一个单桩基础，再根据每个机位的边界条件(气象、水文、地质参数)将最恶劣工况的单桩基础作为初值进行迭代计算来适应不同的机位。这种方法往往需要多轮迭代才能获得适合的单桩基础设计参数，效率低下。如何根据不同气象、水文、地质参数，快速设计出该拟定机位对应的单桩基础，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本申请的一个目的在于提出一种海上风电单桩基础的设计方法，通过获取海上风电机组对应的海上风电机组参数；针对海上风电机组对应的任一拟定机位，获取该拟定机位对应的气象参数、水文参数和地质参数；将海上风电机组参数、气象参数、水文参数和地质参数输入已训练好的单桩基础设计模型，获取单桩基础设计模型输出的初始单桩基础设计参数，初始单桩基础设计参数包括单桩基础所划分的多节桩体中每节桩体对应的桩体参数，桩体参数包括该节桩体的高度、上表面直径、下表面直径和壁厚
3、本申请的第二个目的在于提出一种海上风电单桩基础的设计装置。
4、本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。
5、本申请的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。
6、本申请的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。
7、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种海上风电单桩基础的设计方法，包括：获取海上风电机组对应的海上风电机组参数；针对海上风电机组对应的任一拟定机位，获取该拟定机位对应的气象参数、水文参数和地质参数；将海上风电机组参数、气象参数、水文参数和地质参数输入已训练好的单桩基础设计模型，获取单桩基础设计模型输出的初始单桩基础设计参数，初始单桩基础设计参数包括单桩基础所划分的多节桩体中每节桩体对应的桩体参数，桩体参数包括该节桩体的高度、上表面直径、下表面直径和壁厚；对初始单桩基础设计参数进行校核，若校核通过，则基于初始单桩基础设计参数生成单桩基础设计方案。
8、根据本申请的一个实施例，对初始单桩基础设计参数进行校核之后，还包括：若校核未通过，则获取校核未通过的桩体对应的桩体参数作为待优化桩体参数，并对待优化桩体参数进行迭代优化，获取迭代优化后生成的优化单桩基础设计参数；对优化单桩基础设计参数重复上述校核优化过程，直至最终获得的优化单桩基础设计参数校核通过，基于最终获得的优化单桩基础设计参数生成单桩基础设计方案。
9、根据本申请的一个实施例，海上风电机组参数包括海上风电机组各部件的几何尺寸参数、质量参数、惯性矩参数、刚度参数及阻尼参数；气象参数包括风速参数、风向参数和风频参数；水文参数包括波浪的有义波高、波浪的方向、波浪的周期、风-浪-水深的联合概率分布、海流流速、水位、海冰厚度、海生物附着厚度和冲刷深度；地质参数包括土的侧向极限承载力。
10、根据本申请的一个实施例，单桩基础设计模型的训练方法，包括：获取海上风电机组样本对应的海上风电机组参数样本；收集在不同的气象参数样本、水文参数样本和地质参数样本下，海上风电机组样本对应的单桩基础设计参数样本；根据海上风电机组参数样本、气象参数样本、水文参数样本、地质参数样本和单桩基础设计参数样本，建立特征数据库；基于特征数据库对神经网络模型进行训练，获取训练完成后生成的单桩基础设计模型。
11、根据本申请的一个实施例，对初始单桩基础设计参数进行校核，包括：获取单桩基础对应的多个校核指标，校核指标包括动力指标、结构强度指标、承载力指标、疲劳指标和桩基可打性指标；分别对初始单桩基础设计参数进行每个校核指标的校核，获取校核结果；若校核结果指示初始单桩基础设计参数通过所有校核指标，则确定校核通过；若校核结果指示初始单桩基础设计参数中，存在一个或多个桩体未通过所有校核指标，则确定该初始单桩基础设计参数校核未通过。
12、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种海上风电单桩基础的设计装置，包括：第一获取模块，用于获取海上风电机组对应的海上风电机组参数；第二获取模块，用于针对海上风电机组对应的任一拟定机位，获取该拟定机位对应的气象参数、水文参数和地质参数；第三获取模块，用于将海上风电机组参数、气象参数、水文参数和地质参数输入已训练好的单桩基础设计模型，获取单桩基础设计模型输出的初始单桩基础设计参数，初始单桩基础设计参数包括单桩基础所划分的多节桩体中每节桩体对应的桩体参数，桩体参数包括该节桩体的高度、上表面直径、下表面直径和壁厚；校核模块，用于对初始单桩基础设计参数进行校核，若校核通过，则基于初始单桩基础设计参数生成单桩基础设计方案。
13、根据本申请的一个实施例，校核模块，还用于：若校核未通过，则获取校核未通过的桩体对应的桩体参数作为待优化桩体参数，并对待优化桩体参数进行迭代优化，获取迭代优化后生成的优化单桩基础设计参数；对优化单桩基础设计参数重复上述校核优化过程，直至最终获得的优化单桩基础设计参数校核通过，基于最终获得的优化单桩基础设计参数生成单桩基础设计方案。
14、根据本申请的一个实施例，第一获取模块涉及到的海上风电机组参数包括海上风电机组各部件的几何尺寸参数、质量参数、惯性矩参数、刚度参数及阻尼参数，第二获取模块涉及到的气象参数包括风速参数、风向参数和风频参数；水文参数包括波浪的有义波高、波浪的方向、波浪的周期、风-浪-水深的联合概率分布、海流流速、水位、海冰厚度、海生物附着厚度和冲刷深度；地质参数包括土的侧向极限承载力。
15、根据本申请的一个实施例，第三获取模块涉及到的单桩基础设计模型的训练方法，包括：获取海上风电机组样本对应的海上风电机组参数样本；收集在不同的气象参数样本、水文参数样本和地质参数样本下，海上风电机组样本对应的单桩基础设计参数样本；根据海上风电机组参数样本、气象参数样本、水文参数样本、地质参数样本和单桩基础设计参数样本，建立特征数据库；基于特征数据库对神经网络模型进行训练，获取训练完成后生成的单桩基础设计模型。
16、根据本申请的一个实施例，校核模块，还用于：获取单桩基础对应的多个校核指标，校核指标包括动力指标、结构强度指标、承载力指标、疲劳指标和桩基可打性指标；分别对初始单桩基础设计参数进行每个校核指标的校核，获取校核结果；若校核结果指示初始单桩基础设计参数通过所有校核指标，则确定校核通过；若校核结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上风电单桩基础的设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始单桩基础设计参数进行校核之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海上风电机组参数包括海上风电机组各部件的几何尺寸参数、质量参数、惯性矩参数、刚度参数及阻尼参数；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单桩基础设计模型的训练方法，包括：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述初始单桩基础设计参数进行校核，包括：
6.一种海上风电单桩基础的设计装置，其特征在于，包括：
7.一种电子设备，包括：
8.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种海上风电单桩基础的设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始单桩基础设计参数进行校核之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海上风电机组参数包括海上风电机组各部件的几何尺寸参数、质量参数、惯性矩参数、刚度参数及阻尼参数；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单桩基础设计模型的训练方法，包括：
5.根据权利要求1-4中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢伟华，张铭，张波，刘鑫，姚中原，张宇，孔超，孙捷，施俊佼，李冬，孙铭，于晓桐，扈宸宇，
申请(专利权)人：盛东如东海上风力发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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