[发明专利]一种海上风机的基准状态空间模型构建方法

说明书

本发明公开了一种海上风机的基准状态空间模型构建方法，本发明通过海上风机的高阶有限元模型的前若干阶数的模态信息构建基准状态空间模型，由于基准状态空间模型仅由高阶有限元模型的前若干阶模态信息建立，因此采用基准状态空间模型代替高阶有限元模型对海上风机进行时域分析可以提高计算效率，降低计算成本。解决了现有技术中由于高阶有限元单元的数量过多，因此采用高阶有限元模型对海上风机进行时域分析计算效率低、计算成本高的问题。

技术领域

本发明涉及海上风机技术领域，尤其涉及的是一种海上风机的基准状态空间模型构建方法。

背景技术

海上风机动力特性复杂，因此高阶有限元模型常被用于模拟单桩式海上风机动力特性。但传统的高阶有限元单元数量过多，计算效率低下，因此利用高阶有限元模型对海上风机进行时域分析的难度较大、且计算成本较高。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种海上风机的基准状态空间模型构建方法，旨在解决现有技术中由于高阶有限元单元的数量过多，因此采用高阶有限元模型对海上风机进行时域分析计算效率低、计算成本高的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种海上风机的基准状态空间模型构建方法，其中，所述方法包括：

获取海上风机对应的高阶有限元模型和所述高阶有限元模型的前若干目标阶数分别对应的模态信息，其中，所述高阶有限元模型为单元数量大于预设值的动力分析模型；

根据各所述目标阶数分别对应的所述模态信息，确定正则坐标系下的振型矩阵和对角矩阵；

根据所述振型矩阵确定转换矩阵，根据所述转换矩阵和所述对角矩阵确定所述海上风机在正则坐标系下的目标运动方程，其中，所述转换矩阵用于反映广义坐标系与正则坐标系之间的转换关系；

根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的基准状态空间模型，其中，所述基准状态空间模型用于反映正则坐标系下所述海上风机的荷载与时域响应之间的关系。

第二方面，本发明实施例还提供一种海上风机的基准状态空间模型的构建装置，其中，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取海上风机对应的高阶有限元模型和所述高阶有限元模型的前若干目标阶数分别对应的模态信息，其中，所述高阶有限元模型为单元数量大于预设值的动力分析模型；

矩阵确定模块，用于根据各所述目标阶数分别对应的所述模态信息，确定正则坐标系下的振型矩阵和对角矩阵；

方程确定模块，用于根据所述振型矩阵确定转换矩阵，根据所述转换矩阵和所述对角矩阵确定所述海上风机在正则坐标系下的目标运动方程，其中，所述转换矩阵用于反映广义坐标系与正则坐标系之间的转换关系；

模型构建模块，用于根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的基准状态空间模型，其中，所述基准状态空间模型用于反映正则坐标系下所述海上风机的荷载与时域响应之间的关系。

第三方面，本发明实施例还提供一种终端，其中，所述终端包括有存储器和一个以上处理器；所述存储器存储有一个以上的程序；所述程序包含用于执行如上述任一所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法的指令；所述处理器用于执行所述程序。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有多条指令，其中，所述指令适用于由处理器加载并执行，以实现上述任一所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法的步骤。