浮式立柱设计方法及装置、存储介质及漂浮式风机与流程

1.本发明涉及漂浮式风机技术领域，特别涉及一种浮式立柱设计方法及装置、存储介质及漂浮式风机。


背景技术：

2.目前，随着陆上、近海的风能的开发逐渐饱和，深远海的风能开发成为未来风电发展的趋势。但随着水深的增加以及近岸资源开发趋于饱和，固定式风机的劣势明显，漂浮式风机便成为最佳选择。漂浮式风机包括风机、用于安装风机的漂浮平台。
3.漂浮平台的造价成本大部分都在于浮式立柱，目前搭建漂浮平台所使用的浮式立柱在设计时，需要设计师对多个设计方案进行筛选，整个过程需要花费较长的时间，以及需要投入较高的人力成本，导致浮式立柱的设计成本较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种浮式立柱设计方法及装置、存储介质及漂浮式风机，应用本发明设计浮式立柱，可以减少人工参与程度，降低设计成本。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.一种浮式立柱设计方法，包括：
7.基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个所述设计变量的取值区间；
8.基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，所述设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；
9.基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据；
10.将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；
11.当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；
12.当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与所述目标数据对应的浮式立柱。
13.上述的方法，可选的，所述基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，包括：
14.基于每个所述设计变量的取值区间，提取每个所述设计变量的各个样本值；
15.将各个所述设计变量的各个样本值进行组合，得到多个设计样本组，所述设计样本组中的样本值与设计变量一一对应。
16.上述的方法，可选的，所述基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，包括：
17.将所述目标数据所属的设计样本数组确定为目标样本组；
18.对于所述目标样本组中的每个样本值，应用该样本值更新该样本值所属的设计变量的取值区间。
19.上述的方法，可选的，所述基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据，包括：
20.对于每个所述设计样本组，调用预设的建模处理模块依据所述设计样本组中的各个样本值进行建模处理，得到与所述设计样本组对应的立柱设计数据。
21.上述的方法，可选的，当所述筛选规则为第一类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
22.将每个所述立柱设计数据中的浮式立柱质量与预设质量进行对比，并将浮式立柱质量小于预设质量的立柱设计数据确定为第一筛选数据；
23.基于每个所述第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，确定每个所述第一筛选数据的浮式立柱应力差值；
24.将数值最小的浮式立柱应力差值所对应的第一筛选数据确定为目标数据。
25.上述的方法，可选的，当所述筛选规则为第二类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
26.对于每个立柱设计数据，确定该立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当满足时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据；
27.获取每个所述第二筛选数据中的浮式立柱质量，并将数值最小的浮式立柱质量所对应的第二筛选数据确定为目标数据。
28.上述的方法，可选的，所述获取与所述目标数据对应的浮式立柱，包括：
29.从所述目标数据所属的设计样本组的各个样本值中获取浮式立柱腰线数据；
30.基于所述浮式立柱腰线数据，确定浮式立柱腰线类型；
31.当确定浮式立柱腰线类型为直线型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为直线型的浮式立柱；
32.当确定浮式立柱腰线类型为内凹型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为向柱体中心内凹的浮式立柱。
33.一种浮式立柱设计装置，包括：
34.第一获取单元，用于基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个所述设计变量的取值区间；
35.第一确定单元，用于基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，所述设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；
36.第二获取单元，用于基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据；
37.第二确定单元，用于将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；
38.更新单元，用于当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；
39.第三获取单元，用于当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与所述目标
数据对应的浮式立柱。
40.上述的装置，可选的，所述第一确定单元，包括：
41.提取子单元，用于基于每个所述设计变量的取值区间，提取每个所述设计变量的各个样本值；
42.组合子单元，用于将各个所述设计变量的各个样本值进行组合，得到多个设计样本组，所述设计样本组中的样本值与设计变量一一对应。
43.上述的装置，可选的，所述更新单元，包括：
44.第一确定子单元，用于将所述目标数据所属的设计样本数组确定为目标样本组；
45.更新子单元，用于对于所述目标样本组中的每个样本值，应用该样本值更新该样本值所属的设计变量的取值区间。
46.上述的装置，可选的，所述第二获取单元，包括：
47.调用子单元，用于对于每个所述设计样本组，调用预设的建模处理模块依据所述设计样本组中的各个样本值进行建模处理，得到与所述设计样本组对应的立柱设计数据。
48.上述的装置，可选的，当所述筛选规则为第一类筛选规则时，所述第二确定单元执行将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
49.将每个所述立柱设计数据中的浮式立柱质量与预设质量进行对比，并将浮式立柱质量小于预设质量的立柱设计数据确定为第一筛选数据；
50.基于每个所述第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，确定每个所述第一筛选数据的浮式立柱应力差值；
51.将数值最小的浮式立柱应力差值所对应的第一筛选数据确定为目标数据。
52.上述的装置，可选的，当所述筛选规则为第二类筛选规则时，所述第二确定单元执行将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
53.对于每个立柱设计数据，确定该立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当满足时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据；
54.获取每个所述第二筛选数据中的浮式立柱质量，并将数值最小的浮式立柱质量所对应的第二筛选数据确定为目标数据。
55.上述的装置，可选的，所述第三获取单元，包括：
56.第一获取子单元，用于从所述目标数据所属的设计样本组的各个样本值中获取浮式立柱腰线数据；
57.第二确定子单元，用于基于所述浮式立柱腰线数据，确定浮式立柱腰线类型；
58.第二获取子单元，用于当确定浮式立柱腰线类型为直线型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为直线型的浮式立柱；
59.第三获取子单元，用于当确定浮式立柱腰线类型为内凹型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为向柱体中心内凹的浮式立柱。
60.一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上所述的浮式立柱设计方法。
61.一种漂浮式风机，包括风机、塔架、多个连接横撑和应用浮式立柱设计方法得到的多个浮式立柱；
62.所述塔架、各个连接横撑和各个所述浮式立柱用于搭建漂浮平台；
63.所述风机固定在所述漂浮平台上。
64.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
65.本发明提供一种浮式立柱设计方法及装置、存储介质及漂浮式风机，包括：基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个设计变量的取值区间；基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；基于各个设计样本组的各个样本值，获取各个设计样本组的立柱设计数据；将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于目标数据所属的设计样本组，更新每个设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与目标数据对应的浮式立柱。应用本发明可以通过各个样本设计组的各个样本值来确定立柱设计数据，然后对立柱设计数据进行筛选，从而得到满足要求的目标数据，最后获取与目标数据对应的浮式立柱。整个筛选的过程减少了设计人员的参与程度，进而减低设计浮式立柱所需的设计成本。
附图说明
66.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
67.图1为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计方法的方法流程图；
68.图2为本发明实施例提供的当筛选规则为第一类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的流程图；
69.图3为本发明实施例提供的当筛选规则为第二类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的流程图；
70.图4为本发明实施例提供的设计变量的取值区间的示例图；
71.图5为本发明实施例提供的浮式立柱腰线类型为内凹型的浮式立柱的示例图；
72.图6为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计方法的另一流程图；
73.图7为本发明实施例提供的一种漂浮式风机的结构示意图；
74.图8为本发明实施例提供的一种漂浮式风机的又一结构示意图；
75.图9为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计装置的结构示意图。
具体实施方式
76.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
77.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没
有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
78.本发明可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。本发明的执行主体可以为服务器或处理器。
79.参照图1，为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计方法的方法流程图，具体说明如下所述：
80.s101、基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个设计变量的取值区间。
81.接收立柱设计请求，立柱设计请求可以是设计人员发送的请求。对立柱设计请求进行解析，从而获取立柱设计请求中包含的各个设计变量，各个设计变量包括但不限于浮式立柱的顶/底部截面直径、腰线变量等，示例性的，当设计的浮式立柱的腰线采用曲线时，腰线变量可以包括但不限于高阶椭圆曲率、使用浮式立柱的腰线所形成的椭圆的长轴、短轴等。
82.需要说明的是，此步骤所获取的各个设计变量的取值区间可以是设计人员根据工作经验或是设计需求初步设置的区间。示例性的，长轴的取值区间可以为[0,10]，短轴的取值区间可以为[0,10]。
[0083]
s102、基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，设计样本组包括每个设计变量的样本值。
[0084]
需要说明的是，设计样本组中包含多个样本值，样本值与设计变量一一对应，换言之，设计样本组包含每个设计变量的一个数值，样本值为从对应的设计变量的取值区间中选择的数值。
[0085]
基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的过程如下所述：
[0086]
基于每个设计变量的取值区间，提取每个设计变量的各个样本值；
[0087]
将各个设计变量的各个样本值进行组合，得到多个设计样本组，设计样本组中的样本值与设计变量一一对应。
[0088]
在提取每个设计变量的各个样本值时，可以先基于立柱设计请求确定设计需求，基于该设计需求，在历史数据中确定每个设计变量的取值特征，然后基于每个设计变量的取值特征，提取各个样本值。
[0089]
示例性的，在确定设计变量的取值特征后，可以确定该设计变量的取值区间内的各个数值与取值特征之间的相似度，然后将相似度高于预设值的数值均确定为样本值，优选的，在确定取值区间内的各个数值与取值特征之间的相似度时，为了减少运算量，可以限制所取的数值的小数位数，例如小数位数限制为三位。
[0090]
优选的，在提取设计变量的各个样本值时，除了上述的提取方式，还可以随机取值。
[0091]
在得到每个设计变量的各个样本值后，将每个设计变量的各个样本值进行组合，最后可以得到多个设计样本组，每个设计样本组中均包含每个设计变量的一个样本值。
[0092]
s103、基于各个设计样本组的各个样本值，获取各个设计样本组的立柱设计数据。
[0093]
需要说明的是，在得到各个设计样本组后，对于每个设计样本组，调用预设的建模处理模块依据设计样本组中的各个样本值进行建模处理，得到与所述设计样本组对应的立
柱设计数据。
[0094]
建模处理模块可以使用sesam等软件构建，建模处理模块可以根据设计样本组中的各个样本值进行建模和计算，从而可以得到设计样本组的立柱设计数据。立柱设计数据包含但不限于建模出的浮式立柱的质量、回复力以及波浪力等内容。
[0095]
s104、将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数。
[0096]
需要说明的是，筛选规则有两种，分别为第一类筛选规则和第二类筛选规则，第一类筛选规则用于在浮式立柱质量在满足预设质量的前提下，筛选浮式立柱应用差值最小的立柱设计数据；第二类筛选数据用于在浮式立柱在满足预设浮体稳定性的前提下，筛选浮式立柱质量最小的立柱设计数据。
[0097]
示例性的，在各个立柱设计数据中确定目标数据的过程如下所述：
[0098]
当筛选规则为第一类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程如图2所示，具体说明如下所述：
[0099]
s201、将每个立柱设计数据中的浮式立柱质量与预设质量进行对比，并将浮式立柱质量小于预设质量的立柱设计数据确定为第一筛选数据。
[0100]
获取每个立柱设计数据中的浮式立柱质量，然后将各个浮式立柱质量与预设质量进行对比，将小于预设质量的浮式立柱质量所对应的立柱设计数据确定为第一筛选数据。
[0101]
示例性的，预设质量可以为380吨/mw，将浮式立柱质量小于380吨/mw的浮式立柱质量所对应的立柱设计数据确定为第一筛选数据。
[0102]
s202、基于每个第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，确定每个第一筛选数据的浮式立柱应力差值。
[0103]
对于每个第一筛选数据，获取该第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，然后将浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力进行运算，得到该第一筛选数据的浮式立柱应力差值，运算的过程如：
[0104]
浮式立柱应力差值＝α1
·
index(浮式立柱波浪力)-α2
·
index(浮式立柱回复力)；
[0105]
需要说明的是，α1和α2均为预设的常数。
[0106]
s203、将数值最小的浮式立柱应力差值所对应的第一筛选数据确定为目标数据。
[0107]
应用图2所示的流程，即可得到质量在小于要求(例如380吨/mw)的前提下，浮式立柱应力差值最小的目标数据，换言之，可以筛选出质量在小于要求(例如380吨/mw)，且浮式立柱应力差值最小的浮式立柱的立柱设计数据。
[0108]
当筛选规则为第二类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程如图3所示，具体说明如下所述：
[0109]
s301、对于每个立柱设计数据，确定该立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当满足时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据。
[0110]
本发明实施例提供的方法中，判断立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据。
[0111]
进一步的，判断立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足浮
体稳定性需求，也可以理解为确定基于该立柱设计数据得到的浮式立柱的稳定性是否满足需求；进一步的，浮式立柱的稳定性满足需求可以为浮式立柱在正常使用时，浮式立柱的水面线在浮式立柱直径最小的高度处。
[0112]
s302、获取每个第二筛选数据中的浮式立柱质量，并将数值最小的浮式立柱质量所对应的第二筛选数据确定为目标数据。
[0113]
应用图3所示的流程，可以筛选出浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力满足浮体稳定性需求，且浮式立柱质量最小的浮式立柱的立柱设计数据。
[0114]
优选的，在得到目标数据后，需要更新筛选次数，示例性的，将当前的筛选次数进行加一处理，即可得到更新后的筛选次数。
[0115]
本发明实施例提供的方法中，筛选规则可以根据设计需求进行设置，通过使用预设的筛选规则，可以筛选出比较符合设计需求的目标数据。
[0116]
s105、判断更新后的筛选次数是否满足预设筛选数值，当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，执行s106；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，执行s107。
[0117]
优选的，判断更新后的筛选次数是否等于预设筛选数值，当更新后的筛选次数等于筛选数值时，可以执行s106；当更新后的筛选次数不等于预设筛选数值，则执行s107。
[0118]
预设筛选数值可以根据实际需求设置，示例性的，可以将预设筛选数值设置为3，进一步的，预设筛选数值还可以理解为得到浮体立柱的过程中确定最终的立柱设计数据的迭代次数。
[0119]
s106、基于目标数据所属的设计样本组，更新每个设计变量的取值区间，并返回执行s102。
[0120]
需要说明的是，当更新后的筛选次数不等于预设筛选数值时，说明需要继续进行迭代，故而需要更新每个设计变量的取值区间。
[0121]
更新每个设计变量的取值区间的过程如下所述：
[0122]
将目标数据所属的设计样本数组确定为目标样本组；
[0123]
对于目标样本组中的每个样本值，应用该样本值更新该样本值所属的设计变量的取值区间。
[0124]
优选的，在更新设计变量的取值区间时，具体可以为将设计变量的取值区间降低为原来的5％或10％，例如设计变量的取值区间原先为[0,10]，缩小后的取值区间为[0.5,9.5]，优选的，更新后的取值区间包含与其对应的设计变量在目标样本组中的样本值。
[0125]
优选的，更新样本值所属的设计变量的取值区间时，可以以该样本值为中心数值，基于预设取值范围和中心数值，确定区间最小值和区间最大值，然后基于区间最小值和区间最大值得到更新后的取值区间，其中，预设取值范围可以根据实际需求设置。区间最小值和区间最大值可以通过运算得到。示例性的，预设取值范围设置为5％，中心数值为4，则区间最小值为3.76，区间最大值为4.24，因此，更新后的取值区间为[3.76,4.24]。
[0126]
示例性的，参照图4，为本发明实施例提供的设计变量的取值区间的示例图，图中的设计域取值范围为上文的设计变量的取值范围，其中，第i+1轮设计域取值范围为更新后的设计域取值范围，该设计域取值范围为上一轮的设计域取值范围的局部内容。
[0127]
本发明通过缩小取值范围，从而缩小搜索数据的范围，从而可以在局部寻找到更满足筛选条件的最优的浮式立柱的设计。
[0128]
s107、获取与目标数据对应的浮式立柱。
[0129]
需要说明的是，获取与目标数据对应的浮式立柱，为获取到的最优的浮式立柱的设计，该浮式立柱可以为设计图纸，也可以为3d图。
[0130]
获取与目标数据对应的浮式立柱的具体流程如下所述：
[0131]
从目标数据所属的设计样本组的各个样本值中获取浮式立柱腰线数据；
[0132]
基于浮式立柱腰线数据，确定浮式立柱腰线类型；
[0133]
当确定浮式立柱腰线类型为直线型时，基于目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为直线型的浮式立柱；
[0134]
当确定浮式立柱腰线类型为内凹型时，基于目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为向柱体中心内凹的浮式立柱。
[0135]
需要说明的是，浮式立柱腰线数据中的腰线参数可以表示浮式立柱所使用的腰线类型。
[0136]
需要说明的是，浮式立柱腰线类型为直线时，说明浮式立柱为直筒型的立柱；浮式立柱腰线为内凹线条时，说明浮式立柱为小蛮腰类型的立柱，这种类型的立柱的腰线可以是曲线，也可以是折现，参照图5，为本发明实施例提供的浮式立柱腰线类型为内凹型的浮式立柱的示例图，其中，图5中包含为腰线为曲线的浮式立柱以及腰线为折线的浮式立柱。
[0137]
优选的，当设计师选择使用曲线作为浮式立柱的腰线时，可以理解为使用高阶椭圆曲线作为浮式立柱的腰线，高阶椭圆曲线可以表示为：(x1/x)a+(y1/y)b＝1，其中，x1和y1可以作为设计变量；参照图5，2x1为短轴，2y1为长轴，其中l3为腰线。
[0138]
优选的，还可选择折线作为浮式立柱的腰线，示例性的，参照图5，采用3段直线形成的折线作为浮式立柱的腰线，由2段l1和1段l2构成，设计变量为x1和y1。进一步的，本发明中的折线不局限于由3段直线，其他数量的直线形成的折线也可以作为浮式立柱的腰线。进一步的，浮式立柱的腰线可以称为浮式立柱的母线。
[0139]
本发明可以优先选择曲线式的浮式立柱，曲线式的浮式立柱的腰线更加顺滑。使用本发明提供的方法设计的浮式立柱的腰线可以为内凹型的，由此，可以得到最优设计的浮式立柱，由于浮式立柱的腰线是曲线的，该浮式立柱在正常工作时，水线面在浮体直径最小的高度处，此时收到的波浪力最小，相对于传统的直筒式浮体立柱，减少了接收到的波浪力，降低波浪的冲击，降低波浪力对浮式立柱的损害，提高浮体立柱的使用寿命；在收到冲击的时候，整个浮体将倾斜，而此时浮体的水线面增大，浸没在水面以下的体积增大，提供更大的回复力，由此，可以使浮体快速的回复到平衡位置。
[0140]
本发明实施例提供的方法中，基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个设计变量的取值区间；基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，设计样本组包括每个设计变量的样本值；基于各个设计样本组的各个样本值，获取各个设计样本组的立柱设计数据；将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于目标数据所属的设计样本组，更新每个设计变量的取值区间，并返回执行基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与目标数据对应的浮式立柱。应用本发明可以通过各个样本设计组的各个样本值来确定立柱设计数据，然后对立柱设计数据进行筛选，从而得到满足要求的目标数据，最后获取与目标数据对应的浮式立柱。整个筛选的过
程减少了设计人员的参与程度，进而减低设计浮式立柱所需的设计成本。
[0141]
参照图6，为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计方法的另一流程图，其中i表示迭代次数，第一轮迭代时，根据浮式立柱排水量进行初始化，可以理解为确定各个设计变量，然后获取浮式立柱的各个设计变量的n个样本点，其中，各个设计变量包括但不限于浮式立柱的顶/底部截面直径、高阶椭圆率、长短轴坐标等内容；根据获取的各个样本点，计算浮体的质量、波浪力以及回复力，然后根据筛选规则对浮体进行优选，得到优选点(即上文与目标数据对应的设计样本组)，当迭代次数未达到预设次数时，需要更新迭代次数，然后以优选点为中心，更新各个设计变量的取值范围后重新选择n个样本点，在返回执行计算浮体的质量、波浪力以及回复力的步骤，直到迭代次数达到预设次数时，得到最优设计，得到的最优设计即为与最后输出的优选点对应的浮体立柱。
[0142]
本发明实施例还提供一种漂浮式风机，漂浮式风机包括风机、塔架、多个连接横撑和多个浮式立柱，塔架、各个连接横撑和各个浮式立柱用于搭建漂浮平台；风机固定在漂浮平台上。
[0143]
参照图7，为本发明实施例提供的一种漂浮式风机的结构示意图，图中的新型浮式立柱为腰线为折线型的浮式立柱；参照图8，为本发明实施例提供的一种漂浮式风机的又一结构示意图，图中的新型浮式立柱为腰线为曲线性的浮式立柱；优选的，如图7和图8所示，塔架、各个连接横撑和各个浮式立柱用于搭建漂浮平台，风机设置于漂浮平台的塔架的顶端。进一步的，图7和图8的浮式立柱绘制了水线面，漂浮式风机在正常运行工况时，水线面在浮体直径最小的高度处，以保持收到的波浪力最小；在收到冲击的时候，整个浮体将倾斜，而此时浮体的水线面增大，浸没在水面以下的体积增大，提供更大的回复力。
[0144]
与图1所示的方法相对应的，本发明还提供了一种浮式立柱设计装置，该装置用于支持图1所示的方法的具体实现，该装置可以设置在处理器或服务器。
[0145]
参照图9，为本发明实施例提供的一种浮式立柱设计装置的结构示意图，具体说明如下所述：
[0146]
第一获取单元501，用于基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个所述设计变量的取值区间；
[0147]
第一确定单元502，用于基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，所述设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；
[0148]
第二获取单元503，用于基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据；
[0149]
第二确定单元504，用于将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；
[0150]
更新单元505，用于当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；
[0151]
第三获取单元506，用于当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与所述目标数据对应的浮式立柱。
[0152]
本发明实施例提供的装置中，基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个设计变量的取值区间；基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，设计样本组包
括每个设计变量的样本值；基于各个设计样本组的各个样本值，获取各个设计样本组的立柱设计数据；将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于目标数据所属的设计样本组，更新每个设计变量的取值区间，并返回执行基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与目标数据对应的浮式立柱。应用本发明可以通过各个样本设计组的各个样本值来确定立柱设计数据，然后对立柱设计数据进行筛选，从而得到满足要求的目标数据，最后获取与目标数据对应的浮式立柱。整个筛选的过程减少了设计人员的参与程度，进而减低设计浮式立柱所需的设计成本。
[0153]
在本发明实施例提供的另一实施例中，该装置的第一确定单元502，包括：
[0154]
提取子单元，用于基于每个所述设计变量的取值区间，提取每个所述设计变量的各个样本值；
[0155]
组合子单元，用于将各个所述设计变量的各个样本值进行组合，得到多个设计样本组，所述设计样本组中的样本值与设计变量一一对应。
[0156]
在本发明实施例提供的另一实施例中，该装置的更新单元505，包括：
[0157]
第一确定子单元，用于将所述目标数据所属的设计样本数组确定为目标样本组；
[0158]
更新子单元，用于对于所述目标样本组中的每个样本值，应用该样本值更新该样本值所属的设计变量的取值区间。
[0159]
在本发明实施例提供的另一实施例中，该装置的第二获取单元503，包括：
[0160]
调用子单元，用于对于每个所述设计样本组，调用预设的建模处理模块依据所述设计样本组中的各个样本值进行建模处理，得到与所述设计样本组对应的立柱设计数据。
[0161]
在本发明实施例提供的另一实施例中，当所述筛选规则为第一类筛选规则时，该装置的第二确定单元504执行将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
[0162]
将每个所述立柱设计数据中的浮式立柱质量与预设质量进行对比，并将浮式立柱质量小于预设质量的立柱设计数据确定为第一筛选数据；
[0163]
基于每个所述第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，确定每个所述第一筛选数据的浮式立柱应力差值；
[0164]
将数值最小的浮式立柱应力差值所对应的第一筛选数据确定为目标数据。
[0165]
在本发明实施例提供的另一实施例中，当所述筛选规则为第二类筛选规则时，该装置的第二确定单元504执行将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：
[0166]
对于每个立柱设计数据，确定该立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当满足时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据；
[0167]
获取每个所述第二筛选数据中的浮式立柱质量，并将数值最小的浮式立柱质量所对应的第二筛选数据确定为目标数据。
[0168]
在本发明实施例提供的另一实施例中，该装置的第三获取单元506，包括：
[0169]
第一获取子单元，用于从所述目标数据所属的设计样本组的各个样本值中获取浮式立柱腰线数据；
[0170]
第二确定子单元，用于基于所述浮式立柱腰线数据，确定浮式立柱腰线类型；
[0171]
第二获取子单元，用于当确定浮式立柱腰线类型为直线型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为直线型的浮式立柱；
[0172]
第三获取子单元，用于当确定浮式立柱腰线类型为内凹型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为向柱体中心内凹的浮式立柱。
[0173]
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述浮式立柱设计方法。
[0174]
上述各个实施例的具体实施过程及其衍生方式，均在本发明的保护范围之内。
[0175]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0176]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0177]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种浮式立柱设计方法，其特征在于，包括：基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个所述设计变量的取值区间；基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，所述设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据；将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与所述目标数据对应的浮式立柱。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，包括：基于每个所述设计变量的取值区间，提取每个所述设计变量的各个样本值；将各个所述设计变量的各个样本值进行组合，得到多个设计样本组，所述设计样本组中的样本值与设计变量一一对应。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，包括：将所述目标数据所属的设计样本数组确定为目标样本组；对于所述目标样本组中的每个样本值，应用该样本值更新该样本值所属的设计变量的取值区间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据，包括：对于每个所述设计样本组，调用预设的建模处理模块依据所述设计样本组中的各个样本值进行建模处理，得到与所述设计样本组对应的立柱设计数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述筛选规则为第一类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：将每个所述立柱设计数据中的浮式立柱质量与预设质量进行对比，并将浮式立柱质量小于预设质量的立柱设计数据确定为第一筛选数据；基于每个所述第一筛选数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力，确定每个所述第一筛选数据的浮式立柱应力差值；将数值最小的浮式立柱应力差值所对应的第一筛选数据确定为目标数据。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述筛选规则为第二类筛选规则时，将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据的过程，包括：对于每个立柱设计数据，确定该立柱设计数据中的浮式立柱波浪力和浮式立柱回复力是否满足预设的浮体稳定性需求，当满足时，将该立柱设计数据确定为第二筛选数据；获取每个所述第二筛选数据中的浮式立柱质量，并将数值最小的浮式立柱质量所对应的第二筛选数据确定为目标数据。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与所述目标数据对应的浮式立柱，包括：
从所述目标数据所属的设计样本组的各个样本值中获取浮式立柱腰线数据；基于所述浮式立柱腰线数据，确定浮式立柱腰线类型；当确定浮式立柱腰线类型为直线型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为直线型的浮式立柱；当确定浮式立柱腰线类型为内凹型时，基于所述目标数据所属的设计样本组中的各个样本值，获取腰线为向柱体中心内凹的浮式立柱。8.一种浮式立柱设计装置，其特征在于，包括：第一获取单元，用于基于立柱设计请求确定各个设计变量，并获取各个所述设计变量的取值区间；第一确定单元，用于基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组，所述设计样本组包括每个所述设计变量的样本值；第二获取单元，用于基于各个所述设计样本组的各个样本值，获取各个所述设计样本组的立柱设计数据；第二确定单元，用于将满足预设的筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；更新单元，用于当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于所述目标数据所属的设计样本组，更新每个所述设计变量的取值区间，并返回执行基于各个所述设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；第三获取单元，用于当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与所述目标数据对应的浮式立柱。9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1-7任意一项所述的浮式立柱设计方法。10.一种漂浮式风机，其特征在于，包括风机、塔架、多个连接横撑和应用权利要求1-7任意一项所述的浮式立柱设计方法得到的多个浮式立柱；所述塔架、各个连接横撑和各个所述浮式立柱用于搭建漂浮平台；所述风机固定在所述漂浮平台上。

技术总结
本发明提供一种浮式立柱设计方法及装置、存储介质及漂浮式风机，基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组；基于各个设计样本组的各个样本值，获取各个设计样本组的立柱设计数据；将满足筛选规则的立柱设计数据确定为目标数据，并更新筛选次数；当更新后的筛选次数不满足预设筛选数值时，基于目标数据所属的设计样本组，更新每个设计变量的取值区间，并返回执行基于各个设计变量的取值区间，确定各个设计样本组的步骤；当更新后的筛选次数满足预设筛选数值时，获取与目标数据对应的浮式立柱。应用各个样本设计组的各个样本值确定立柱设计数据，使用筛选规则筛选数据，最后获取浮式立柱，有效减少人工的参与度，减低浮式立柱的设计成本。柱的设计成本。柱的设计成本。


技术研发人员：周昳鸣 李卫东 刘鑫 沈正华 段周朝 刘瑞超 雷宇 胡合文 冯雪娇 张铭
受保护的技术使用者：华能（浙江）能源开发有限公司清洁能源分公司 华能海上风电科学技术研究有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/6