[发明专利]一种海上风电平台的模拟仿真可对中匹配计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种海上风电平台的模拟仿真可对中匹配计算方法及系统，通过获取风机单桩的三维模型；构建三维模型的浪流与风机单桩载荷模型；在CFD仿真软件中通过浪流与风机单桩载荷模型计算得到三维模型中风机叶片的在来流方向面的负载场；根据叶片根部与轮毂的负载场计算得到三维模型中风机叶片的叶片根和轮毂的极限偏移距离。能够智能的快速识别当前的三维模型的叶片根部与轮毂是否对中匹配，提高了根据三维模型生产的风机叶片的对中匹配成功的机率。

技术领域

本公开属于计算机辅助设计、计算机仿真、机器视觉技术领域，具体涉及一种海上风电平台的模拟仿真可对中匹配计算方法及系统。

背景技术

在海上风电风机上安装叶片的方法各有不同。许多海上风力涡轮机通常在装上船之前预组装成单个转子部件。这种方法最大限度地减少了海上升降机的数量，并提供了相对低成本的解决方案。然而，随着风机叶片长度不断增长，现在风机直径（含叶片）长度最长可达200米以上，这种安装技术的机动和运输任务将发生改变。为此叶片安装不能在陆上安装，而是在海上安装平台或安装船上进行安装。然而风机叶片尺寸越来越大，同时海上风速或风浪对安装也具有较大影响。安装期间，将安装一个或多个叶片到风力涡轮机轮毂上。轮毂包括多个带开口的环形安装法兰。叶片包括多个紧固件，如螺栓，或针脚或螺柱在其叶片根。正如上述所说现代风力涡轮机的尺寸和重量普遍明显增加，风力涡轮机叶片的设计已成为一项越来越具有挑战性的任务。

本发明提出一种新型有效的一种风电风机安装平台叶片对中匹配的计算机辅助设计方法，使得生产出的风机安装平台叶片可以恶劣天气及海洋状态下实施安装作业，并从而可以减少海上风电场安装时间窗口等待时间，计算效率高、海上风电平台三维模型的对中速度更准确。

发明内容

本发明的目的在于一种海上风电平台的模拟仿真可对中匹配计算方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种海上风电平台的模拟仿真可对中匹配计算方法，所述方法包括以下步骤：

S100，获取风电平台的三维模型；

S200，对三维模型进行多体系统动力学建模得到三维模型中各部件载荷模型；

S300，在多体动力学仿真软件或有限元仿真软件中通过三维模型中各部件载荷模型仿真得到在风、浪流作用下三维模型中各部件之间的运动响应图和相对运动时域特征；

S400，根据三维模型中各部件之间的运动响应图和相对运动时域特征计算得到三维模型中叶片根中心和轮毂中心的极限偏移距离以及叶片根部导向杆中心与轮毂法兰盘孔中心的极限偏移距离，并计算和设定稳定叶片与轮毂对中匹配的阈值条件。

进一步地，在S100中，获取风电平台的三维模型的方法为：通过三维激光扫描仪或者三坐标测量机对风电平台的各部件进行扫描得到各部件的三维模型，或者通过3DSMAX、Rhino、CAD、UG、Catia等软件中的任意一种构建并获得风电平台的三维模型；其中，所述风电平台的三维模型中的各部件包括风电安装平台的三维模型和风机单桩的三维模型，风电安装平台三维模型包括为自升式风电安装平台、自升工风电安装平台上起重机、叶片（包括叶片根）、超重轭、起吊绳、吊索以及拖曳绳的三维模型中任一种或多种的组合；风机单桩的三维模型包括基础单桩，塔式结构，发电机舱、叶片根部的导向杆、法兰盘孔和风机轮毂的三维模型中任一种或多种的组合。

进一步地，在S200中，三维模型中各部件载荷模型为：