【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶领域，具体地说，是一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法。
技术介绍
1、海上漂浮式风力机逐渐成为深远海风能探索与利用的核心，按照基础浮体平台形式可分为以下四类：立柱型(spar)、半潜式(semi-submersible)、张力腿型(tension leg)和驳船型(barge)，也称为浮筒型。其中半潜式平台是目前广受业界欢迎的浮式风机结构型式，具有较大面积的水平面，可为其提供足够的恢复力来保持稳定性，并且半潜式风机的技术最为成熟，安装灵活，费用较低，是目前最受欢迎的风机结构形式。本专利技术针对半潜式水动平台进行设计，该平台通常包含多个(常3-4个)浮筒，浮筒以圆柱形为为主，在浮筒下侧设置有大于浮筒半径的垂荡板。垂荡板的形状可以有圆形或者方形等各样式。在各浮筒之间由数根撑杆进行连接，撑杆为半径较小的细长圆柱。而下侧各垂荡板之间则通过下连梁进行连接，下连梁形状通常为方形，为减小水动阻力会在在两侧进行倒圆角处理。
2、其平台结构在初步设计阶段内会经历多次迭代设计，每次迭代设计都是针对前一次设计模型的优化，如何快速针对改型后的漂浮式风机支撑平台的用钢量进行评估是重要研究内容之一。
3、通常情况下，对于平台用钢量与结构属性信息的评估需要依靠缩尺模型进行评估计算。然而，其成本与周期却相对较高。尽管在海洋工程中的船舶制造领域有一些针对上述文件的简单估算方法，但船舶细长体结构决定了这些方法并不适用于平台设计。且对于每次迭代优化设计后的浮式风机平台，需要考虑局部小尺度的变形设计，急需一种能够快
技术实现思路
1、本专利技术提出一种以等效钢板厚度对浮式风机平台用钢量进行评估的方法，能够实现针对海洋平台特别是针对局部结构改型后的浮式平台的用钢量进行评估。该方法可基于原始平台已有的几何参数数据快速统计用钢量，在短时间通过迭代快速给出平台结构部位钢板厚度取值，并以此为依据，构建三维壳体模型实现对改型后漂浮式风机平台用钢量估算。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，包括以下步骤：
4、s1：根据原始平台各结构主尺度参数、空载状态下平台结构总质量m空和各结构体积参数构建原始平台的三维结构模型；
5、s2：验证各结构部分属性是否满足输入条件,得出准确的原始平台各结构钢板厚度；
6、s3：以原始平台各结构钢板厚度作为各结构体积参数构建改型后平台的三维模型；
7、s4：计算并得出改型后平台各结构部分用钢量和总用钢量。
8、进一步地，所述构建模型的具体步骤为：
9、在中心构建长圆柱形中心立柱；
10、围绕中心立柱构建长圆柱形侧立柱；
11、在侧立柱下方构建直径大于侧立柱的扁圆柱形垂荡板；
12、构建半径较小的细长圆柱撑杆连接侧立柱和中心柱。
13、进一步地，所述步骤s1的体积参数为各结构部分质量mn、体积密度τn、钢板厚度tn三种信息中的一种，其中n表示平台的不同结构部分。
14、进一步地，所述各结构部分质量、体积密度、钢板厚度可以互相转换，三者满足以下关系：
15、mn＝τnvsolid,n＝γntnsshell,n
16、其中vn表示第n个结构部分所包容空间的整体体积；γn表示所选取钢板的密度；sn表示第n个结构部分外侧壳体表面积。
17、进一步地，所述三维结构模型分为两种，包括：
18、三维实体结构模型，是为平台内部全部被填充为实体的结构；
19、三维壳体结构模型，是为平台内部中空，外侧板为带有厚度的封闭表面；
20、当原始体积参数为体积密度时，先构建三维实体结构模型，确定该结构部分的体积，然后乘以体积密度得到该部分的质量；再建立壳体模型，确定钢板厚度。
21、进一步地，所述三维壳体结构模型构建后可通过以下方式验证是否满足输入条件：
22、m1：若该结构输入信息为结构质量mn，判断|mn-γnv'shell,n|/mn≤0.01，如果不满足条件，则调整三维壳体模型的拉伸厚度t′n以到满足条件为止；
23、m2：若该结构输入信息为体积密度τn，判断|τnvsolid,n-γnv'shell,n|/|τnvsolid,n|≤0.01，如果不满足条件，则调整三维壳体模型的拉伸厚度t′n以到满足条件为止；
24、m3：若该结构输入信息为钢板厚度tn，判断t'n＝tn，如果不满足条件，则调整三维壳体模型的拉伸厚度t′n以到满足条件为止。
25、进一步地，所述改型后平台的用钢量计算公式为：
26、
27、式中，m空表示平台模型的总质量，m钢表示平台总的用钢量，n表示平台总共有n个结构部分组成。
28、进一步地，该方法还可以测量出平台的重心位置(xp,yp,zp)以及绕该点的转动惯量ixxp、iyyp、izzp。
29、本专利技术的有益效果在于：
30、1、本专利技术解决了工程实践设计过程中结构用钢量无法确定或使用误差较大的问题，可节省构建实际试验模型的成本。
31、2、本专利技术能够考虑各种细小结构对平台用钢量所带来的变化，可缩短初步设计的迭代周期，提供一种针对改型后平台用钢量的快速准确估算方法。
32、3、本专利技术通过使用原始平台各结构部分的钢板厚度，构建改型后的平台三维壳体模型，统计改型后平台用钢量与包括质量、重心位置和转动惯量在内的结构属性信息。
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1.一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述构建模型的具体步骤为：
3.如权利要求1所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述步骤S1的体积参数为各结构部分质量Mn、体积密度τn、钢板厚度tn三种信息中的一种，其中n表示平台的不同结构部分。
4.如权利要求3所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述各结构部分质量、体积密度、钢板厚度可以互相转换，三者满足以下关系：
5.如权利要求4所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述三维结构模型分为两种，包括：
6.如权利要求5所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述三维壳体结构模型构建后可通过以下方式验证是否满足输入条件：
7.如权利要求3所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述改型后平台的用钢量计算公式为
8.如权利要求1所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，该方法还可以测量出平台的重心位置(xp,yp,zp)以及绕该点的转动惯量Ixxp、Iyyp、Izzp。
...【技术特征摘要】
1.一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述构建模型的具体步骤为：
3.如权利要求1所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述步骤s1的体积参数为各结构部分质量mn、体积密度τn、钢板厚度tn三种信息中的一种，其中n表示平台的不同结构部分。
4.如权利要求3所述的一种漂浮式风机支撑平台改型后用钢量快速评估方法，其特征在于，所述各结构部分质量、体积密度、钢板厚度可以互相转换，三者满足以下关系：
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