測風塔計算模型生成系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電、能源領(lǐng)域，具體涉及一種測風塔計算模型生成系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 海上風電具有清潔、安全、開發(fā)效率高等優(yōu)勢，近年來成為新能源開發(fā)的重要發(fā)展 方向，而海上測風塔是海上風電場建設(shè)條件評估所必需的海上構(gòu)筑物。目前海上測風塔設(shè) 計時均需要在結(jié)構(gòu)計算軟件中建立幾何計算模型。目前測風塔的計算模型生成方法，主要 是給定一組預(yù)設(shè)參數(shù)，建立測風塔的局部模型，對此局部模型進行人工核對，這種方式往往 需要反復(fù)調(diào)試、修改模型參數(shù)，效率低，不能一次性獲得測風塔的完整模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種測風塔計算模型生成系統(tǒng)及 方法，輸入給定參數(shù)，可以計算生成完整的測風塔計算模型，模型生成效率高。
[0004] 其技術(shù)方案如下：
[0005] -種測風塔計算模型生成方法，包括：獲取預(yù)設(shè)的泥面的標高、設(shè)計高水位、灌漿 段高差、極大波高、甲板骨材高度、法蘭肘板高度、法蘭根開、基礎(chǔ)腿柱的斜度，獲得基礎(chǔ)腿 柱的節(jié)點坐標；獲取上述獲得的基礎(chǔ)腿柱坐標，并根據(jù)基礎(chǔ)立面上基礎(chǔ)撐桿與基礎(chǔ)腿柱連 接的幾何結(jié)構(gòu)，獲得基礎(chǔ)撐桿的節(jié)點坐標；獲取預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)腿柱在甲板上的坐標、甲板外挑 寬度、甲板角伸距離，獲得甲板的節(jié)點坐標；獲取預(yù)設(shè)的塔頂根開、法蘭根開、上部塔架高 度、塔架腿柱的斜度，獲得塔架腿柱的節(jié)點坐標；獲取上述獲得的塔架腿柱坐標，根據(jù)塔架 立面上撐桿與塔架腿柱連接的幾何結(jié)構(gòu)，計算獲得塔架立面上的撐桿的節(jié)點坐標；獲得上 述獲得的基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點坐標、基礎(chǔ)撐桿的節(jié)點坐標、甲板的節(jié)點坐標、塔架腿柱的節(jié)點坐 標、塔架撐桿的節(jié)點坐標后，生成測風塔整體計算模型。
[0006] 在其中一個實施例中，獲取預(yù)設(shè)的泥面的標高ELEV(I)、設(shè)計高水位、灌漿段高差、 極大波高、甲板骨材高度和法蘭肘板高度，計算得甲板的標高ELEV(4)、下水平撐的標高 ELEV (3)、灌漿段下端的標高ELEV (2);在甲板上，法蘭根開DFlange與腿柱節(jié)點相對于測風 塔中軸線的半徑RFlange滿足：
[0008] 基礎(chǔ)腿柱在下水平撐、灌漿段下端、泥面各平面上的節(jié)點相對于測風塔中軸線的 半徑RBase滿足：
[0009] Rbase (n) = RFlange+ (ELEV (4) -ELEV (n)) /batter (η = I, 2, 3)
[0010] 其中，括號內(nèi)1對應(yīng)泥面，2對應(yīng)灌漿段下端，3對應(yīng)下水平撐；
[0011] 根據(jù)RFlange、ELEV(4)獲得基礎(chǔ)腿柱在甲板上的節(jié)點的半徑Rbase(n)，根據(jù) RBase (η)和相應(yīng)的ELEV (η)，分別獲得基礎(chǔ)腿柱在下水平撐、灌漿段下端、泥面三個平面上 的節(jié)點坐標，根據(jù)DFlange和ELEV (4)獲得基礎(chǔ)腿柱在甲板上的節(jié)點坐標。
[0012] 在其中一個實施例中，在同一高程上，計算獲得第一基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點坐標后，將第 一基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點坐標轉(zhuǎn)換為柱坐標，通過測風塔的旋轉(zhuǎn)對稱性計算第二基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點 的柱坐標，將第二基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點的柱坐標轉(zhuǎn)換為空間坐標。
[0013] 在其中一個實施例中，對于基礎(chǔ)上兩個相交叉的基礎(chǔ)斜撐桿，其中一個基礎(chǔ)斜撐 桿下端點坐標為A、上端點的坐標為B，另一基礎(chǔ)斜撐桿的下端點坐標為C，兩個基礎(chǔ)斜撐桿 交叉點坐標為X，滿足：
[0015] 其中，k為由A、B、C確定的常數(shù)。
[0016] 在其中一個實施例中，甲板的節(jié)點坐標包括甲板的側(cè)邊坐標和邊角點坐標，以兩 個基礎(chǔ)腿柱與甲板相交點為基準，根據(jù)甲板外挑寬度、甲板角伸距離向外平移獲得甲板的 第一側(cè)邊的坐標以及第一側(cè)邊上兩個邊角點的坐標，將第一側(cè)邊的坐標及其兩個邊角點的 坐標轉(zhuǎn)換為柱坐標，根據(jù)甲板的旋轉(zhuǎn)對稱性，獲得第二側(cè)邊及其兩個邊角點的柱坐標，再將 第二側(cè)邊及其兩個邊角點的柱坐標轉(zhuǎn)換為空間坐標。
[0017] 在其中一個實施例中，塔頂圓周半徑RTop與塔頂根開DTop滿足：
[0019] 給定高程處塔架腿柱的節(jié)點相對于測風塔中軸線的半徑，由塔頂圓周半徑RTop 和法蘭圓周半徑RFlange根據(jù)節(jié)點所在標高線性插值求得。
[0020] 在其中一個實施例中，在同一高程上，計算獲得第一塔架腿柱的節(jié)點坐標后，將第 一塔架腿柱的節(jié)點坐標轉(zhuǎn)換為柱坐標，通過測風塔的旋轉(zhuǎn)對稱性計算第二塔架腿柱的節(jié)點 的柱坐標，將第二塔架腿柱的節(jié)點的柱坐標轉(zhuǎn)換為空間坐標。
[0021] 在其中一個實施例中，對于塔架上兩個相交叉的塔架斜撐桿，根據(jù)其中一個塔架 斜撐桿兩個端點的坐標、另一塔架斜撐桿的一個端點坐標，計算獲得兩個塔架斜撐桿的交 叉點的坐標。
[0022] -種測風塔計算模型生成系統(tǒng)，包括：基礎(chǔ)腿柱計算單元，獲取預(yù)設(shè)的泥面的標 高、設(shè)計高水位、灌漿段高差、極大波高、甲板骨材高度、法蘭肘板高度、法蘭根開、基礎(chǔ)腿柱 的斜度，獲得基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點坐標，并將其發(fā)送給基礎(chǔ)立面計算單元和模型生成單元、甲板 計算單元；基礎(chǔ)立面計算單元，獲取基礎(chǔ)腿柱計算單元發(fā)送的基礎(chǔ)腿柱節(jié)點坐標，并根據(jù)基 礎(chǔ)立面上基礎(chǔ)撐桿與基礎(chǔ)腿柱連接的幾何結(jié)構(gòu)，獲得基礎(chǔ)撐桿的節(jié)點坐標，并將其發(fā)送給 模型生成單元；甲板計算單元，獲取預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)腿柱在甲板上的節(jié)點坐標、甲板外挑寬度、 甲板角伸距離，獲得甲板的節(jié)點坐標，并將其發(fā)送給模型生成單元；塔架腿柱計算單元，獲 取預(yù)設(shè)的塔頂根開、法蘭根開、上部塔架高度、塔架腿柱的斜度，獲得塔架腿柱的節(jié)點坐標， 并將其發(fā)送給塔架立面計算單元和模型生成單元；塔架立面計算單元，獲取塔架腿柱計算 單元發(fā)送的塔架腿柱坐標，根據(jù)塔架立面上撐桿與塔架腿柱連接的幾何結(jié)構(gòu)，獲得塔架立 面上的撐桿的坐標，并將其發(fā)送給模型生成單元；模型生成單元，接收基礎(chǔ)腿柱的節(jié)點坐 標、基礎(chǔ)撐桿的節(jié)點坐標、甲板的節(jié)點坐標、塔架腿柱的節(jié)點坐標、塔架撐桿的節(jié)點坐標后， 生成測風塔整體計算模型。
[0023] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0024] 分別對基礎(chǔ)腿柱、基礎(chǔ)立面、甲板、塔架腿柱、塔架立面的節(jié)點坐標進行計算，根據(jù) 獲得的基礎(chǔ)腿柱節(jié)點坐標、基礎(chǔ)撐桿坐標、甲板坐標、塔架腿柱坐標、塔架撐桿坐標，生成整 體的測風塔計算模型。通過給定的測風塔參數(shù)，可以完成整個測風塔計算模型的生成，模型 生成效率高；從操作員的角度，只需一次操作，就可以獲得完整的計算模型，操作方便。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例測風塔的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例中基礎(chǔ)立面的結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例中塔架立面的結(jié)構(gòu)圖一；
[0028] 圖4為本發(fā)明實施例中塔架立面的結(jié)構(gòu)圖二；
[0029] 圖5為本發(fā)明實施例中塔架立面的結(jié)構(gòu)圖三；
[0030] 圖6為本發(fā)明實施例中測風塔計算模型生成系統(tǒng)的框圖；
[0031] 圖7為本發(fā)明實施例中測風塔計算模型生成系統(tǒng)的計算流程圖；
[0032] 圖8為本發(fā)明實施例中基礎(chǔ)立面的計算原理圖；
[0033] 圖9為本發(fā)明實施例中甲板的俯視圖。
[0034] 附圖標記說明：
[0035] 100、甲板，200、基礎(chǔ)，210、基礎(chǔ)腿柱，220、基礎(chǔ)撐桿，221、基礎(chǔ)斜撐桿，300、塔架， 310、塔架腿柱，320、塔架撐桿，321、塔架斜撐桿。
【具體實施方式】
[0036] 下面對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0037] 如1圖所示，測風塔包括依次連接的基礎(chǔ)200、甲板100、塔架300。其中，基礎(chǔ)200 包括基礎(chǔ)腿柱210和基礎(chǔ)撐桿220,基礎(chǔ)腿柱210和甲板100的一面連接?；A(chǔ)200的側(cè) 面為基礎(chǔ)立面，基礎(chǔ)撐桿220位于基礎(chǔ)立