[发明专利]测风塔计算模型生成系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于发电、能源领域，具体涉及一种测风塔计算模型生成系统及方法。

背景技术

海上风电具有清洁、安全、开发效率高等优势，近年来成为新能源开发的重要发展方向，而海上测风塔是海上风电场建设条件评估所必需的海上构筑物。目前海上测风塔设计时均需要在结构计算软件中建立几何计算模型。目前测风塔的计算模型生成方法，主要是给定一组预设参数，建立测风塔的局部模型，对此局部模型进行人工核对，这种方式往往需要反复调试、修改模型参数，效率低，不能一次性获得测风塔的完整模型。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种测风塔计算模型生成系统及方法，输入给定参数，可以计算生成完整的测风塔计算模型，模型生成效率高。

其技术方案如下：

一种测风塔计算模型生成方法，包括：获取预设的泥面的标高、设计高水位、灌浆段高差、极大波高、甲板骨材高度、法兰肘板高度、法兰根开、基础腿柱的斜度，获得基础腿柱的节点坐标；获取上述获得的基础腿柱坐标，并根据基础立面上基础撑杆与基础腿柱连接的几何结构，获得基础撑杆的节点坐标；获取预设的基础腿柱在甲板上的坐标、甲板外挑宽度、甲板角伸距离，获得甲板的节点坐标；获取预设的塔顶根开、法兰根开、上部塔架高度、塔架腿柱的斜度，获得塔架腿柱的节点坐标；获取上述获得的塔架腿柱坐标，根据塔架立面上撑杆与塔架腿柱连接的几何结构，计算获得塔架立面上的撑杆的节点坐标；获得上述获得的基础腿柱的节点坐标、基础撑杆的节点坐标、甲板的节点坐标、塔架腿柱的节点坐标、塔架撑杆的节点坐标后，生成测风塔整体计算模型。

在其中一个实施例中，获取预设的泥面的标高ELEV(1)、设计高水位、灌浆段高差、极大波高、甲板骨材高度和法兰肘板高度，计算得甲板的标高ELEV(4)、下水平撑的标高ELEV(3)、灌浆段下端的标高ELEV(2)；在甲板上，法兰根开DFlange与腿柱节点相对于测风塔中轴线的半径RFlange满足：

基础腿柱在下水平撑、灌浆段下端、泥面各平面上的节点相对于测风塔中轴线的半径RBase满足：

Rbase(n)＝RFlange+(ELEV(4)-ELEV(n))/batter(n＝1,2,3)

其中，括号内1对应泥面，2对应灌浆段下端，3对应下水平撑；

根据RFlange、ELEV(4)获得基础腿柱在甲板上的节点的半径Rbase(n)，根据RBase(n)和相应的ELEV(n)，分别获得基础腿柱在下水平撑、灌浆段下端、泥面三个平面上的节点坐标，根据DFlange和ELEV(4)获得基础腿柱在甲板上的节点坐标。

在其中一个实施例中，在同一高程上，计算获得第一基础腿柱的节点坐标后，将第一基础腿柱的节点坐标转换为柱坐标，通过测风塔的旋转对称性计算第二基础腿柱的节点的柱坐标，将第二基础腿柱的节点的柱坐标转换为空间坐标。

在其中一个实施例中，对于基础上两个相交叉的基础斜撑杆，其中一个基础斜撑杆下端点坐标为A、上端点的坐标为B，另一基础斜撑杆的下端点坐标为C，两个基础斜撑杆交叉点坐标为X，满足：

其中，k为由A、B、C确定的常数。

在其中一个实施例中，甲板的节点坐标包括甲板的侧边坐标和边角点坐标，以两个基础腿柱与甲板相交点为基准，根据甲板外挑宽度、甲板角伸距离向外平移获得甲板的第一侧边的坐标以及第一侧边上两个边角点的坐标，将第一侧边的坐标及其两个边角点的坐标转换为柱坐标，根据甲板的旋转对称性，获得第二侧边及其两个边角点的柱坐标，再将第二侧边及其两个边角点的柱坐标转换为空间坐标。

在其中一个实施例中，塔顶圆周半径RTop与塔顶根开DTop满足：

给定高程处塔架腿柱的节点相对于测风塔中轴线的半径，由塔顶圆周半径RTop和法兰圆周半径RFlange根据节点所在标高线性插值求得。

在其中一个实施例中，在同一高程上，计算获得第一塔架腿柱的节点坐标后，将第一塔架腿柱的节点坐标转换为柱坐标，通过测风塔的旋转对称性计算第二塔架腿柱的节点的柱坐标，将第二塔架腿柱的节点的柱坐标转换为空间坐标。

在其中一个实施例中，对于塔架上两个相交叉的塔架斜撑杆，根据其中一个塔架斜撑杆两个端点的坐标、另一塔架斜撑杆的一个端点坐标，计算获得两个塔架斜撑杆的交叉点的坐标。