CN115107942A - 一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和*** - Google Patents

一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和***，涉及海上风电结构技术领域，本发明在材料尺度，建立了超高性能混凝土代表体元模型，以此获取超高性能混凝土的屈服行为，在构件尺度，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，以此获取超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为；通过超高性能混凝土的屈服行为和超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为获取屈服参数来构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型，将该蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核，从而实现了超高性能混泥土、蜂窝结构、风机基础结构的多尺度耦合，实现了海上浮式风机基础结构模型的优化设计。

Description

一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和***
技术领域
本发明涉及海上风电结构技术领域，具体涉及一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和***。
背景技术
海上风机是实现海上新能源开发的主要手段，浮式风机基础结构可用于近岸相对深水海域(一般情况下水深大于50米)，具有重要的产业价值。传统浮式风机基础结构的主体构件包括浮箱、连接梁杆和支撑桁架，都为焊接钢结构，当前钢材价格极为高昂，焊接工艺成本高昂且施工碳排放极高，而且海洋环境中钢结构易腐蚀，因此，传统浮式风机基础结构综合成本极高而无法投入产业应用。钢筋混凝土结构材料和工艺成本较低、耐腐蚀性相对较好，但是混凝土自身强度较低，为达到钢结构所具有的承载性能，所需混凝土结构体积较大而不利于海上拖运施工，需增加钢筋比例而增加了钢筋绑扎工艺成本，而且一般混凝土结构仍存在一定的腐蚀问题。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种海上浮式风机基础结构及其模型的构建方法和***。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种海上浮式风机基础结构，包括中空的星型浮力支架以及设置在所述星型浮力支架中心的中心立柱；
所述星型浮力支架的中空部分嵌入有超高性能混泥土蜂窝结构，以使得浮式基础机构能够为风机提供支撑和浮力。
一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，包括以下步骤：
步骤一：建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的屈服行为；基于所述超高性能混凝土的屈服行为，获取超高性能混凝土的目标屈服行为；
步骤二：建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为，用于海上浮式风机基础结构模型的强度校核中强度判断；
步骤三：基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为获取屈服参数，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型，将所述蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核；所述蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型包括弹性参数和屈服参数，其中弹性参数为弹性模量，屈服参数为屈服应力和屈服面。
进一步地，所述步骤一中，建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的目标屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土代表体元模型；
对所述超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线得到超高性能混凝土不同的屈服点，基于超高性能混凝土不同的屈服点得到超高性能混凝土的目标屈服行为。
进一步地，所述步骤二中，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型；
对所述超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线得到不同的屈服点，基于不同的屈服点得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为。
更进一步地，所述步骤二中，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土蜂窝夹层梁的数值模型；
在超高性能混凝土蜂窝夹层梁的数值模型底部施加弹性地基约束、顶部施加均布荷载，进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为；
基于超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为，根据超高性能混凝土蜂窝结构典型承载状态下应力场特征，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为。
进一步地，所述步骤三中，基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型的方法包括：
根据所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，计算确定所述超高性能混凝土蜂窝结构x、y、z方向受压段的力-位移曲线和竖直方向上剪力的力-位移曲线；
将所述力-位移曲线转换为应力应变曲线，并通过所述应力应变曲线计算超高性能混凝土蜂窝结构的弹性模量和屈服应力；
将各方向上的屈服应力和弹性模量输入ABAQUS中，可实施计算，以均匀化实体单元替代蜂窝结构，得到蜂窝结构的均匀化等效连续介质模型。
一种海上浮式风机基础结构模型的构建***，包括：
第一目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的屈服行为；基于所述超高性能混凝土的屈服行为，获取超高性能混凝土的目标屈服行为；
第二目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为；
模型构建单元，基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为获取屈服参数，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型；
模型承载计算与强度校核单元，将蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型，并实施承载计算与强度校核。
上述技术方案中，所述第一目标屈服行为计算单元具体用于：
建立超高性能混凝土代表体元模型；
对所述超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线得到超高性能混凝土不同的屈服点，基于超高性能混凝土不同的屈服点得到超高性能混凝土的目标屈服行为。
上述技术方案中，所述第二目标屈服行为计算单元具体用于：
建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型；
对所述超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线得到不同的屈服点，基于不同的屈服点得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为。
上述技术方案中，所述第二目标屈服行为计算单元还具体用于：
建立超高性能混凝土蜂窝夹层梁地数值模型；
在超高性能混凝土蜂窝夹层梁地数值模型底部施加弹性地基约束、顶部施加均布荷载，进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为；
基于超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为，根据超高性能混凝土蜂窝结构典型承载状态下应力场特征，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种海上浮式风机基础结构，包括星型浮力支架和中心立柱，通过在星型浮力支架耦合超高性能混泥土蜂窝结构，与先前的浮箱式设计相比，具有质量更轻、力学性能更好、不易腐蚀的特点。
(2)本发明提供了一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法和***，在材料尺度，建立了超高性能混凝土代表体元模型，以此获取超高性能混凝土的目标屈服行为，在构件尺度，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，以此获取夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为；通过超高性能混凝土的屈服行为获得超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，进而构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型，将该蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核，从而实现了超高性能混泥土、蜂窝结构、风机基础结构的多尺度耦合，实现了海上浮式风机基础结构模型的优化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例1所提供的海上浮式风机基础结构示意图；
图2为本发明实施例2所提供的海上浮式风机基础结构模型的构建方法的流程示意图；
图3为本发明实施例2所提供的超高性能混凝土元代表模型结构示意图
图4为本发明实施例2所提供的超高性能混凝土蜂窝结构元代表模型示意图；
图5为本发明实施例2所提供的蜂窝结构的单个胞元结构RVE示意图；
图6为本发明实施例2所提供蜂窝结构夹层梁示意图；
图7为本发明实施例2所提供超高性能混凝土应力应变曲线；
图8为本发明实施例3所提供的海上浮式风机基础结构模型的构建相同的***框图；
附图中，1-星型浮力支架，2-中心立柱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种海上浮式风机基础结构，包括中空的星型浮力支架1以及设置在所述星型浮力支架1中心的中心立柱2；
所述星型浮力支架1的中空部分嵌入有超高性能混泥土蜂窝结构，以使得浮式风机基础机构能够为风机提供支撑和浮力。
在本发明实施例中，海上浮式风机基础结构呈星型分布，在星型浮力支架1分支的端部均架设垂直轴风机。本发明所提供的海上浮力风机基础结构与传统风机基础结构相比，离岸距离较远，可应用于50m以上水深、适应范围更广。
需要说明的，在实际的运用中，星型浮力支架1各个分支因长度很长并承受海浪的冲击作用，则对其抗剪和抗压能力提出较高要求，而根据以往设计，分支多以中空的浮箱式设计，而在本发明实施例中，分支中空部分嵌入了轻量化后的超高性能混凝土蜂窝结构，在保留超高性能混凝土优异的力学性能基础上，并足够轻量化，且混凝土不腐蚀，极大减少了后期维护成本。因此，本发明超高性能混凝土蜂窝结构与风机基础结构耦合的海上浮式风机基础结构，在未来有着巨大的运用前景。
实施例2
如图2所示，图2为本实施例所提供的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法的流程示意图，所示方法包括以下步骤：
步骤一：建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的目标屈服行为；
具体的，首先，如图3所示，建立超高性能混凝土代表体元模型(RVE)，示例性地，该模型为正方体块，按照Hill准则确定体元尺寸，以共节点的方式嵌入长为8mm、截面直径为0.12mm的钢纤维以及直径1mm的球形骨料；
其次，对超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件，由于超高性能混凝土代表体元就是通过小尺寸的模型表征整体超高性能混凝土的特性，而表征的准确性就需要周期性边界条件控制，因此，在实际情况中，正常尺寸混凝土块中的某一小尺寸部分，在受力的过程中必然受到周围混凝土的影响，而周期性边界条件可以表征这种相互作用，所以对超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件，以保证通过代表体元所得到计算结果准确；
然后，对超高性能混凝土代表体元模型的任意一个方向施加位移荷载，使其屈服，而屈服是通过力-位移曲线表征，力-位移曲线可充分表征混凝土从弹性、屈服至塑性的演化，力-位移曲线中的拐点即屈服点。通过对混凝土的两个方向同时施加不同荷载，得到不同的屈服点，将力-位移曲线转换为应力-应变曲线，可以得到超高性能混凝土的屈服行为(即超高性能混凝土的屈服面)，以及屈服面对应的屈服准则，这里得到超高性能混凝土的屈服行为就是需要的目标屈服行为。
进一步的，在上述实施例的基础上，通过超高性能混凝土的屈服行为，以及实验测得超高性能混凝土的应力应变曲线，编写基于ABAQUS的umat子程序。其中，虽然可以通过ABAQUS自带的本构模型即编写CDP表征超高性能混凝土，但umat对超高性能混凝土的损伤表征更加细致，并且可以提高计算效率，所以，此处运用umat子程序表征超高性能混凝土的屈服行为，也就是需要的超高性能混凝土目标屈服行为。
步骤二：建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，考虑超高性能混凝土蜂窝结构的各向异性，基于超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为，用于海上浮式风机基础结构模型的强度校核，目标屈服行为是指夹层结构中蜂窝的屈服特征，用于不同的结构，蜂窝的屈服特征会变化；基于步骤一的超高性能混凝土的目标屈服行为获得超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，并构建超高性能混凝土蜂窝结构的均匀化等效连续介质模型；
具体的，首先，如图4所示，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，示例性地，所述超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型的整体尺寸按照Hill准则确定，蜂窝结构的单胞(图5)尺寸依照风机整体尺寸确定；
其次，对超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型施加周期性边界条件；
然后，对超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型的任意一个方向施加位移荷载，使其屈服，而屈服同样是通过力-位移曲线表征，同样选取力-位移曲线拐点作为屈服点，通过对超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型的两个方向同时施加不同荷载，得到不同屈服点，将力-位移曲线转换为应力-应变曲线，可以得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为。
由于超高性能混凝土蜂窝结构的力学行为表现为各项异性，所以在不同方向上的屈服行为均有不同，理论上，拉伸的二维屈服面就有三个，同时还要考虑超高性能混凝土蜂窝结构不同方向上的抗剪性能，因此，上述得到的超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为并不是需要的目标屈服行为。
进一步的，为了获取目标屈服行为，需要对超高性能混凝土蜂窝结构在实际情况中的受力情况进行分析，如图6所示，在有限元软件中建立超高性能混凝土蜂窝夹层梁的数值模型，对该模型进行力学分析计算；具体的，将超高性能混凝土蜂窝夹层梁当作简支梁处理，即超高性能混凝土蜂窝夹层梁一端采用固支约束，而另一端放开夹层梁方向的自由度，同时在夹层梁的底部施加弹性地基约束，需要说明的，地基约束的单位面积基础刚度系数为0.3，在超高性能混凝土蜂窝夹层梁顶部施加均布荷载，在计算结果中可得到，超高性能混凝土蜂窝夹层梁中的蜂窝结构主要是受到夹层梁竖直方向的剪力(即y方向的剪力)，以及夹层梁三个方向的压力即x、y、z方向的压力，从而确定超高性能混凝土蜂窝夹层梁在实际中的受力情况，也就是超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为，基于蜂窝夹层梁的屈服行为，根据超高性能混凝土蜂窝结构典型承载状态下应力场特征，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为，其中，所述目标屈服行为具体为压缩应力与压剪组合应力下的屈服准则。
由于已对超高性能混凝土蜂窝结构夹层梁进行了力学分析计算，而中间蜂窝板的受力情况已经清楚，即超高性能混凝土蜂窝结构夹层梁竖直方向的剪力(即y方向的剪力)以及夹层梁三个方向的压力(即x、y、z方向的压力)已经清楚，而超高性能混凝土在受压段和受拉段的力-位移曲线或应力应变曲线是完全不同的，如图7所示，根据步骤一获取超高性能混凝土的目标屈服行为的方法得到超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，进而获取超高性能混凝土蜂窝结构三个方向受压段的力-位移曲线和竖直方向上剪力的力-位移曲线，然后将力-位移曲线转化为应力应变曲线；力-位移曲线中的拐点即屈服点，而屈服点所对应的应力值就是超高性能混凝土蜂窝结构不同方向上的屈服应力；再通过应力应变曲线计算得到超高性能混凝土蜂窝结构不同方向上的弹性模量(即应力应变曲线弹性段的斜率)，将上述弹性模量以及各方向上的屈服应力，输入ABAQUS中，即可实施计算，以均匀化实体单元替代蜂窝结构，由此得到超高性能混凝土蜂窝的均匀化等效连续介质模型。
步骤三：将均匀化等效连续介质模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核；
虽然需要的超高性能混凝土和超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为已经可以准确描述，但由于浮式风机的尺寸巨大，其中一个分支的长度可以达到40m，如果直接采用蜂窝结构夹层梁实体模型，则计算效率、精度和收敛性都难以保证，因此采用步骤二得到的超高性能混凝土蜂窝结构的均匀化等效连续介质模型构建浮式风机有限元模型时，以上述等效连续介质替代超高性能混凝土蜂窝结构层，进行浮式风机基础结构承载计算并进行强度校核，如模型计算过程中等效介质出现步骤二所述夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为，则可判断结构强度不足，此时，调整材料成分或蜂窝结构参数，或同时调整材料成分和蜂窝结构参数，重新实施步骤一和步骤二，从而实现材料-构件-结构多尺度耦合优化。
综上所述，本发明实施例提供了一种基于超高性能混凝土蜂窝结构的海上浮式风机基础结构模型的构建方法，在材料尺度，建立了超高性能混凝土代表体元模型，以此获取超高性能混凝土的目标屈服行为，在构件尺度，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，以此获取夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为；通过超高性能混凝土的目标屈服行为获得超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，进而构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型，所述蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型包括弹性参数和屈服参数，其中弹性参数为弹性模量，屈服参数为屈服应力和屈服面；将该蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核，从而实现了超高性能混泥土、蜂窝结构、风机基础结构的多尺度耦合，实现了海上浮式风机基础结构模型的优化设计。本发明中的以超高性能混凝土蜂窝结构为基础的夹层梁结构，与先前的浮箱式设计相比，具有质量更轻、力学性能更好、不易腐蚀的特点。具体的，浮式风机基础结构呈星型结构，而各个分支因长度很长并承受海浪的冲击作用，则对其抗剪和抗压能力提出较高要求，而根据以往设计，分支多以中空的浮箱式设计，所以在中空部分嵌入轻量化后的超高性能混凝土蜂窝，在保留超高性能混凝土优异的力学性能基础上，并足够轻量化，且混凝土不腐蚀，极大减少了后期维护成本，所以本发明所提供的超高性能混凝土蜂窝和风机基础结构的多尺度耦合的海上浮式风机基础结构，在未来有着巨大的运用前景。
实施例3
如图8所示，图8为本实施例所提供的一种海上浮式风机基础结构模型的构建***的***框图，所示***包括：
第一目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的目标屈服行为；
第二目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为；
模型构建单元，基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为和所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为获取屈服参数，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型；
模型承载计算与强度校核单元，将蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型，并实施承载计算与强度校核。
本发明实施例所提供的一种海上浮式风机基础结构模型的构建***与前述实施例所提供的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法出于相同的发明构思，因此，关于本发明实施例中各个单元更加详细的工作原理可参照前述实施例，在此不做赘述。
基于与一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法相同的发明构思，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，存储器中存储了计算机可读代码，其中，计算机可读代码当由一个或多个处理器执行时，进行海上浮式风机基础结构模型的构建方法的实施。其中，存储器可以包括非易失性存储介质和内存储器；非易失性存储介质可存储操作***和计算机可读代码。该计算机可读代码包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器执行任意一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法。处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个电子设备的运行。存储器为非易失性存储介质中的计算机可读代码的运行提供环境，该计算机可读代码被处理器执行时，可使得处理器执行任意一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法。
应当理解的是，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读代码，所述计算机可读代码中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现本申请的海上浮式风机基础结构模型的构建方法。
其中，所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述电子设备的内部存储单元，例如所述计算机设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述电子设备的外部存储设备，例如所述电子设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种海上浮式风机基础结构，其特征在于，包括中空的星型浮力支架以及设置在所述星型浮力支架中心的中心立柱；
所述星型浮力支架的中空部分嵌入有超高性能混泥土蜂窝结构，以使得浮式基础机构能够为风机提供支撑和浮力。
2.一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的屈服行为；基于所述超高性能混凝土的屈服行为，获取超高性能混凝土的目标屈服行为；
步骤二：建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为，用于海上浮式风机基础结构模型的强度校核中强度判断；
步骤三：基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型，将所述蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型的承载计算与强度校核；所述蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型包括弹性参数和屈服参数，其中弹性参数为弹性模量，屈服参数为屈服应力和屈服面。
3.根据权利要求1所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，其特征在于，所述步骤一中，建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的目标屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土代表体元模型；
对所述超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线得到超高性能混凝土不同的屈服点，基于超高性能混凝土不同的屈服点得到超高性能混凝土的目标屈服行为。
4.根据权利要求1所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，其特征在于，所述步骤二中，建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型；
对所述超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线得到不同的屈服点，基于不同的屈服点得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为。
5.根据权利要求4所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，其特征在于，所述步骤二中，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为的方法包括：
建立超高性能混凝土蜂窝夹层梁的数值模型；
在超高性能混凝土蜂窝夹层梁的数值模型底部施加弹性地基约束、顶部施加均布荷载，进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为；
基于超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为，根据超高性能混凝土蜂窝结构典型承载状态下应力场特征，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为。
6.根据权利要求1所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建方法，其特征在于，所述步骤三中，基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型的方法包括：
根据所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，计算确定所述超高性能混凝土蜂窝结构x、y、z方向受压段的力-位移曲线和竖直方向上剪力的力-位移曲线；
将所述力-位移曲线转换为应力应变曲线，并通过所述应力应变曲线计算超高性能混凝土蜂窝结构的弹性模量和屈服应力；
将各方向上的屈服应力和弹性模量输入ABAQUS中，可实施计算，以均匀化实体单元替代蜂窝结构，得到蜂窝结构的均匀化等效连续介质模型。
7.一种海上浮式风机基础结构模型的构建***，其特征在于，包括：
第一目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土的屈服行为；基于所述超高性能混凝土的屈服行为，获取超高性能混凝土的目标屈服行为；
第二目标屈服行为计算单元，用于建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型，施加周期性边界条件并进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，基于所述超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为；
模型构建单元，基于所述超高性能混凝土的目标屈服行为获得所述超高性能混凝土蜂窝结构的目标屈服行为，构建蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型；
模型承载计算与强度校核单元，将蜂窝结构均匀化的连续介质等效模型应用于海上浮式风机基础结构模型，并实施承载计算与强度校核。
8.根据权利要求7所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建***，其特征在于，所述第一目标屈服行为计算单元具体用于：
建立超高性能混凝土代表体元模型；
对所述超高性能混凝土代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土不同的力-位移曲线得到超高性能混凝土不同的屈服点，基于超高性能混凝土不同的屈服点得到超高性能混凝土的目标屈服行为。
9.根据权利要求7所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建***，其特征在于，所述第二目标屈服行为计算单元具体用于：
建立超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型；
对所述超高性能混凝土蜂窝结构代表体元模型施加周期性边界条件并在任意两个方向施加不同的位移荷载，得到所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线；
根据所述超高性能混凝土蜂窝结构不同的力-位移曲线得到不同的屈服点，基于不同的屈服点得到超高性能混凝土蜂窝结构的屈服行为。
10.根据权利要求9所述的一种海上浮式风机基础结构模型的构建***，其特征在于，所述第二目标屈服行为计算单元还具体用于：
建立超高性能混凝土蜂窝夹层梁地数值模型；
在超高性能混凝土蜂窝夹层梁地数值模型底部施加弹性地基约束、顶部施加均布荷载，进行有限元分析，得到超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为；
基于超高性能混凝土蜂窝夹层梁的屈服行为，根据超高性能混凝土蜂窝结构典型承载状态下应力场特征，确定夹层结构中超高性能混凝土蜂窝的目标屈服行为。
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