CN116467877A - 漂浮式风电机组平台动态响应确定方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN116467877A CN202310439838.XA CN202310439838A CN116467877A CN 116467877 A CN116467877 A CN 116467877A CN 202310439838 A CN202310439838 A CN 202310439838A CN 116467877 A CN116467877 A CN 116467877A
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Abstract

本申请提供了一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法、装置及电子设备，其中，该方法包括：获取流场计算域和水动力计算域；根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程；根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合；在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应。通过本申请，解决了相关技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。

Description

漂浮式风电机组平台动态响应确定方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法、装置及电子设备。
背景技术
能源需求增长与可持续发展理念推动了可再生清洁能源利用，海上风电具有较大的发展潜力以及科研价值，且在资源、空间、生态等方面拥有独特优势，是未来能源发展的方向。
漂浮式风电机组主要应用在深远海域，可为风电机组大型化、大规模化提供良好的空间条件。漂浮式风电机组运行时，会受到风、浪、流载荷的影响。基于频域分析方法可对波浪衍射与辐射特性进行研究，基于时域分析方法可对平台运动响应进行研究，但真实海况下的浮式风电机组平台运动往往体现为摇、荡等非线性特征，对应海上复杂来流下的风电机组三维非定常特性。针对漂浮式风电机组，实验开展难度较大，常规的基于动量叶素理论、涡方法等模拟手段无法精确捕捉漂浮式风电机组的三维流动细节，且单纯进行CFD数值模拟或是水动力学分析均无法对风、浪、流联合作用下的风电机组平台动态响应进行耦合分析，包括平台运动响应和气动载荷模拟。
因此，现有技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。
发明内容
本申请提供了一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法、装置及电子设备，以至少解决相关技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法，该方法包括：
获取流场计算域和水动力计算域；
根据预设计算模型和所述流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷以及所述水动力计算域，得到拟合方程，其中，所述拟合方程用于确定所述漂浮式风电机组平台的运动状态；
根据所述拟合方程和所述流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
根据所述风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，所述计算残差集合包括预设数量个计算残差；
在所述计算残差集合满足预设条件的情况下，根据所述计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，所述预设条件为所述计算残差集合中所有所述计算残差均小于预设阈值。
根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种漂浮式风电机组平台动态响应确定装置，该装置包括：
获取模块，用于获取流场计算域和水动力计算域；
第一得到模块，用于根据预设计算模型和所述流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
第二得到模块，用于根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷以及所述水动力计算域，得到拟合方程，其中，所述拟合方程用于确定所述漂浮式风电机组平台的运动状态；
第三得到模块，用于根据所述拟合方程和所述流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
第四得到模块，用于根据所述风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，所述计算残差集合包括预设数量个计算残差；
确定模块，用于在所述计算残差集合满足预设条件的情况下，根据所述计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，所述预设条件为所述计算残差集合中所有所述计算残差均小于预设阈值。
可选地，该装置还包括：
更新模块，用于在所述计算残差集合不满足所述预设条件的情况下，将所述风轮诱导速度集合作为所述可变更速度集合，并根据所述预设计算模型和所述流场计算域，更新所述风载荷、所述浪载荷以及所述流载荷，直到根据更新后的风载荷、更新后的浪载荷以及更新后的流载荷得到的更新后的计算残差集合满足所述预设条件，则根据所述更新后的计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定所述漂浮式风电机组平台的所述动态响应。
可选地，第一得到模块包括：
第一得到单元，用于对所述预设计算模型和所述流场计算域进行网格划分，得到计算网格；
第二得到单元，用于根据所述流场计算域、所述计算网格以及第一计算逻辑，得到所述风载荷；
获取单元，用于获取预设海域在预设风况下的所述浪载荷和所述流载荷。
可选地，第二得到单元包括：
第一计算子模块，用于根据所述流场计算域、所述计算网格、预设模型进行非定常数值模拟计算，得到各方向扭矩和各方向受力；
第一得到子模块，用于将所述各方向扭矩和所述各方向受力表示为数值矩阵，得到所述风载荷。
可选地，第二得到模块包括：
第三得到单元，用于根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷、所述水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律；
第四得到单元，用于根据所述平台运动规律，得到所述拟合方程。
可选地，第三得到单元包括：
第二计算子模块，用于对所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷、所述水动力计算域进行有限元计算，得到计算结果；
第二得到子模块，用于对所述计算结果进行时域分析，得到所述平台运动规律。
可选地，第三得到模块包括：
第五得到单元，用于根据所述拟合方程，得到控制程序；
第六得到单元，用于将所述控制程序加载至所述流场计算域中，并进行非定常气动与气弹特性计算，得到所述风轮诱导速度集合。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中，存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于通过运行所述存储器上所存储的所述计算机程序来执行上述任一实施例中的方法步骤。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一实施例中的方法步骤。
在本申请实施例中，通过获取流场计算域和水动力计算域；根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态；根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差；在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。首先，在流场计算域中，结合预设计算模型得出风载荷、浪载荷以及流载荷；其次，将风载荷、浪载荷以及流载荷输入水动力计算域，并在水动力计算域中计算并得到确定漂浮式风电机组平台的运动状态的拟合方程；然后，利用流场计算域根据拟合方程，得到漂浮式风电机组平台的风轮诱导速度集合；最后，根据风轮诱导速度集合对应的计算残差集合判断拟合方程和风轮诱导速度集合是否正确，进而确定风、浪、流联合作用下漂浮式风电机组平台的动态运动响应。该方法具备稳定、精准、可视化的特点，可精确高效的模拟漂浮式风电机组在海上复杂风、浪、流作用下的运动及荷载，对于漂浮式风电机组设计，优化机组控制策略以及后期漂浮式风电机组的运维具有重要意义。解决了相关技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的一种可选的漂浮式风电机组运动示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的漂浮式风电机组平台动态响应确定方法的流程示意图；
图3是根据本申请实施例的一种可选的流场计算域示意图；
图4是根据本申请实施例的一种可选的漂浮式风电机组计算模型和水动力计算域示意图；
图5是根据本申请实施例的一种可选的采用迭代算法的收敛示意图；
图6是根据本申请实施例的一种可选的漂浮式风电机组平台动态响应确定装置的结构框图；
图7是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
漂浮式风电机组运行时，会受到风、浪、流载荷的影响，浮式风电机组平台运动往往体现为摇、荡等非线性特征，对应海上复杂来流下的风电机组三维非定常特性。如图1所示：在风载荷U∞和波浪(waves)的作用下，漂浮式风电机组相对于转子轴线(rotor axis)会产生一个偏移角度γ，并会产生摇、荡等非线性特征动态响应，包括：在X轴发生纵摇(pitch)运动，并在X方向横荡(sway)；在Y轴发生艏摇(yaw)运动，并在Y方向垂荡(heave)；在Z轴发生横摇(roll)运动，并在Z方向纵荡(surge)。
基于上述内容，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法，如图2所示，该方法的流程可以包括以下步骤：
步骤S201，获取流场计算域和水动力计算域。
可选地，本申请耦合CFD与水动力分析方法，并结合风轮诱导速度迭代算法，精确高效的模拟漂浮式风电机组平台的动态响应，包括三维流动特性与气动响应。首先，本申请基于结构刚性假设，即不考虑叶片气弹响应，将漂浮式风电机组平台旋转特性等效为绕轴旋转的角运动，将风电机组平台往复平动等效为沿X、Y、Z轴的平移运动。其次，分别在流场计算域与水动力计算域中对气动载荷、平台运动响应分别进行数值仿真，两个模块通过数值矩阵以及基于迭代算法的诱导速度分布进行数据交互，从而计算风、浪、流联合作用下漂浮式风电机组平台的气动载荷与运动响应。
对漂浮式风电机组平台进行流场建模，得到流场计算域，对漂浮式风电机组进行有限元建模，得到水动力计算域，其中，流场计算域为长方体，如图3所示，流场计算域的长为75D，宽为50D，高为50D，D为漂浮式风电机组风轮的直径。该流场计算域还包括计算立方体和计算球体，该计算立方体用于反映漂浮式风电机组平台沿X、Y、Z轴的平移运动，该计算球体用于反映漂浮式风电机组平台绕轴旋转的角运动。水动力计算域如图4所示，该水动力计算域用于模拟特定海域的海平面波浪运动。
步骤S202，根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷。
可选地，预设计算模型用于表示漂浮式风电机组平台，如图4所示。在使用流场计算域进行计算时，该预设计算模型位于上述计算球体内。根据流场计算域提取漂浮式风电机组平台的受力和扭矩情况，进而得出漂浮式风电机组平台的风载荷。
根据仿真选取的特定海域在特定风况下的水动力特性，采集对应的浪载荷和流载荷。
步骤S203，根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态。
可选地，将风载荷、浪载荷以及流载荷加载至水动力计算域中，通过水动力计算域计算得到漂浮式风电机组平台的运动规律。并将该运动规律进行拟合，得到拟合方程。
步骤S204，根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合。
可选地，将拟合方程编译为控制程序，加载至上述流场计算域中，控制流场计算域进行计算，提取对应的风轮诱导速度，生成风轮诱导速度集合。风轮诱导速度集合包含多个时刻的风轮诱导速度。
因此，通过步骤S202-步骤S204完成了一次流场计算域-水动力计算域-流场计算域的闭环，实现了分别在流场计算域与水动力计算域中对漂浮式风电机组平台的气动载荷、平台运动响应分别进行数值仿真，两个计算域通过数值矩阵以及基于迭代算法的风轮诱导速度分布进行数据交互。
步骤S205，根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差。
可选地，可以对风轮诱导速度集合进行多次迭代计算，每次迭代计算会更新上述拟合方程。根据每次迭代计算得出的风轮诱导速度集合对应的可变更速度集合，计算出当次迭代计算对应的计算残差集合，根据计算残差集合是否满足预设条件，判断当次迭代计算是否正确。
预设公式如公式(1)所示：
其中，ξ为计算残差，n为计算迭代次数，un为风轮诱导速度集合中的速度，un-1为可变更速度集合中的速度。
第一次迭代计算时，可变更速度集合中每一时刻的速度即u0均选取额定风速，例如11.4m/s。从第二次迭代计算开始，每次迭代计算，将前一次迭代计算得出的风轮诱导速度集合作为当次迭代计算的可变更速度集合，进而计算当次迭代计算的计算残差集合。计算残差集合包括预设数量个时刻对应的计算残差，预设数量表示多个，此处不作具体数量限定。
步骤S206，在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。
可选地，预设阈值可以根据需求设定，例如0.0001。
符合预设条件的计算残差集合如图5所示，横轴表示时间t单位为秒s，纵轴表示计算残差ξ，所有计算残差均小于0.0001即预设阈值。因此，图5中的计算残差集合满足预设条件，认为当次迭代计算收敛并得到计算稳定解，可以使用当次拟合方程和风轮诱导速度确定漂浮式风电机组平台的动态响应，包括：三维流动特性与气动响应。
在本申请实施例中，通过获取流场计算域和水动力计算域；根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态；根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差；在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。首先，在流场计算域中，结合预设计算模型得出风载荷、浪载荷以及流载荷；其次，将风载荷、浪载荷以及流载荷输入水动力计算域，并在水动力计算域中计算并得到确定漂浮式风电机组平台的运动状态的拟合方程；然后，利用流场计算域根据拟合方程，得到漂浮式风电机组平台的风轮诱导速度集合；最后，根据风轮诱导速度集合对应的计算残差集合判断拟合方程和风轮诱导速度集合是否正确，进而确定风、浪、流联合作用下漂浮式风电机组平台的动态运动响应。该方法具备稳定、精准、可视化的特点，可精确高效的模拟漂浮式风电机组在海上复杂风、浪、流作用下的运动及荷载，对于漂浮式风电机组设计，优化机组控制策略以及后期漂浮式风电机组的运维具有重要意义。解决了相关技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。
作为一种可选实施例，在得到计算残差集合之后，方法还包括：
在计算残差集合不满足预设条件的情况下，将风轮诱导速度集合作为可变更速度集合，并根据预设计算模型和流场计算域，更新风载荷、浪载荷以及流载荷，直到根据更新后的风载荷、更新后的浪载荷以及更新后的流载荷得到的更新后的计算残差集合满足预设条件，则根据更新后的计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应。
可选地，预设阈值可以根据需求设定，例如0.0001。如果第t次迭代计算的计算残差集合中存在大于或等于预设阈值的计算残差，即第t次迭代计算的计算残差集合不满足预设条件，则第t次迭代计算得到的拟合方程和风轮诱导速度集合不准确，需要进行下一次迭代计算，即第t+1次迭代计算，t为大于0的整数。
进行第t+1次迭代计算时，将第t次迭代计算得到的风轮诱导速度集合作为可变更速度集合，并根据预设计算模型和流场计算域，更新风载荷、浪载荷以及流载荷，根据更新后的风载荷、更新后的浪载荷以及更新后的流载荷重新执行步骤S203-步骤S205，得到第t+1次迭代计算的计算残差集合。如果第t+1次迭代计算的计算残差集合满足预设条件，则根据第t+1次迭代计算得到的拟合方程和风轮诱导速度集合确定漂浮式风电机组平台动态响应。如果第t+1次迭代计算的计算残差集合不满足预设条件，则进行第t+2次迭代计算，直到满足预设条件。
通过本实施例，极大的缩减风、浪、流联合作用下漂浮式风电机组平台的动态运动响应计算耗费，实现风载荷、浪载荷以及流载荷的有机耦合输入，得到漂浮式风电机组平台的动态响应，同时保证了较好的收敛与鲁棒性。
作为一种可选实施例，根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷，包括：
对预设计算模型和流场计算域进行网格划分，得到计算网格；
根据流场计算域、计算网格以及第一计算逻辑，得到风载荷；
获取预设海域在预设风况下的浪载荷和流载荷。
可选地，对漂浮式风电机组计算模型即预设计算模型和流场计算域进行网格划分，得到计算网格。在流场计算域中，利用计算网格对漂浮式风电机组平台的载荷进行计算，得到漂浮式风电机组平台的风载荷。
根据仿真选取的特定海域在特定风况下的水动力特性，采集对应的浪载荷和流载荷，浪载荷和流载荷能够反映特定海域的不规则波及海流。
在本申请实施例中，通过滑移网格计算风载荷，并采集对应的浪载荷和流载荷，实现风载荷、浪载荷以及流载荷的有机耦合输入，提高了后续计算的精度，保证了较好的收敛与鲁棒性。
作为一种可选实施例，根据流场计算域、计算网格以及第一计算逻辑，得到风载荷，包括：
根据流场计算域、计算网格、预设模型进行非定常数值模拟计算，得到各方向扭矩和各方向受力；
将各方向扭矩和各方向受力表示为数值矩阵，得到风载荷。
可选地，基于预设模型例如带转捩的SST模型，在流场计算域中根据计算网格对漂浮式风电机组平台的载荷进行计算，得到漂浮式风电机组平台各方向扭矩和各方向受力。将各方向扭矩和各方向受力表示为数值矩阵，得到风载荷。
在本申请实施例中，基于带转捩的SST模型进行非定常数值模拟计算，提取各方向扭矩及受力，进而得到风载荷，提高了运算精度。
作为一种可选实施例，根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，包括：
根据风载荷、浪载荷、流载荷、水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律；
根据平台运动规律，得到拟合方程。
可选地，将风载荷、浪载荷以及流载荷输入水动力计算域，计算漂浮式风电机组平台的运动情况，得出平台运动规律。
将风、浪、流计算结果得到的平台运动规律采用高阶傅里叶变换方法进行拟合，拟合方程如下：
vs＝a0+a1 cos(wt)+b1 sin(wt)+a2 cos(2wt)+b2 sin(2wt)+a3 cos(3wt)+b3 sin(3wt)+a4 cos(4wt)+b4 sin(4w)+a5 cos(5wt)+b5 sin(5wt)
其中，w为频率值，t为时间，a0、a1、a2、a3、a4、a5、a0、b1、b2、b3、b4、b5均为根据高阶傅里叶变换得出的拟合参数，vs为平台响应速度。
在本申请实施例中，通过水动力计算域计算得出平台运动规律，将平台运动规律进行拟合得出拟合方程，为后续计算风轮诱导速度提供基础。
作为一种可选实施例，根据风载荷、浪载荷、流载荷、水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律，包括：
对风载荷、浪载荷、流载荷、水动力计算域进行有限元计算，得到计算结果；
对计算结果进行时域分析，得到平台运动规律。
可选地，将风载荷、浪载荷以及流载荷输入水动力计算域，并进行有限元计算及时域分析，得到漂浮式风电机组平台的平台运动规律，平台运动规律能够反映风、浪、流载荷耦合作用下漂浮式风电机组平台的流场细节变化及平台非定常运动响应。
在本申请实施例中，在水动力计算域进行有限元计算及时域分析，得出平台运动规律，保证了较好的收敛与鲁棒性。
作为一种可选实施例，根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合，包括：
根据拟合方程，得到控制程序；
将控制程序加载至流场计算域中，并进行非定常气动与气弹特性计算，得到风轮诱导速度集合。
可选地，将拟合方程编译为UDF控制程序，并将该UDF控制程序加载至流场计算域中进行非定常气动及气弹特性计算，提取对应的风轮诱导速度，得到风轮诱导速度集合，风轮诱导速度集合包含多个时刻的风轮诱导速度。
在本申请实施例中，将拟合程序编译为控制程序，并控制流场计算域进行非定常气动及气弹特性计算，得到风轮诱导速度集合，极大的缩减了风、浪、流载荷联合作用下漂浮式风电机组平台的动态运动响应计算耗费。
根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述漂浮式风电机组平台动态响应确定方法的漂浮式风电机组平台动态响应确定装置。图6是据本申请实施例的一种可选的漂浮式风电机组平台动态响应确定装置的结构框图，如图6所示，该装置可以包括：
获取模块601，用于获取流场计算域和水动力计算域；
第一得到模块602，用于根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
第二得到模块603，用于根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态；
第三得到模块604，用于根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
第四得到模块605，用于根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差；
确定模块606，用于在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。
需要说明的是，该实施例中的获取模块601可以用于执行上述步骤S201，该实施例中的第一得到模块602可以用于执行上述步骤S202，该实施例中的第二得到模块603可以用于执行上述步骤S203，该实施例中的第三得到模块604可以用于执行上述步骤S204，该实施例中的第四得到模块605可以用于执行上述步骤S205，该实施例中的确定模块606可以用于执行上述步骤S206。
通过上述模块，首先，在流场计算域中，结合预设计算模型得出风载荷、浪载荷以及流载荷；其次，将风载荷、浪载荷以及流载荷输入水动力计算域，并在水动力计算域中计算并得到确定漂浮式风电机组平台的运动状态的拟合方程；然后，利用流场计算域根据拟合方程，得到漂浮式风电机组平台的风轮诱导速度集合；最后，根据风轮诱导速度集合对应的计算残差集合判断拟合方程和风轮诱导速度集合是否正确，进而确定风、浪、流联合作用下漂浮式风电机组平台的动态运动响应。该方法具备稳定、精准、可视化的特点，可精确高效的模拟漂浮式风电机组在海上复杂风、浪、流作用下的运动及荷载，对于漂浮式风电机组设计，优化机组控制策略以及后期漂浮式风电机组的运维具有重要意义。解决了相关技术中存在无法对风、浪、流联合作用下的漂浮式风电机组平台动态响应进行耦合分析的问题。
作为一种可选实施例，该装置还包括：
更新模块，用于在计算残差集合不满足预设条件的情况下，将风轮诱导速度集合作为可变更速度集合，并根据预设计算模型和流场计算域，更新风载荷、浪载荷以及流载荷，直到根据更新后的风载荷、更新后的浪载荷以及更新后的流载荷得到的更新后的计算残差集合满足预设条件，则根据更新后的计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应。
作为一种可选实施例，第一得到模块包括：
第一得到单元，用于对预设计算模型和流场计算域进行网格划分，得到计算网格；
第二得到单元，用于根据流场计算域、计算网格以及第一计算逻辑，得到风载荷；
获取单元，用于获取预设海域在预设风况下的浪载荷和流载荷。
作为一种可选实施例，第二得到单元包括：
第一计算子模块，用于根据流场计算域、计算网格、预设模型进行非定常数值模拟计算，得到各方向扭矩和各方向受力；
第一得到子模块，用于将各方向扭矩和各方向受力表示为数值矩阵，得到风载荷。
作为一种可选实施例，第二得到模块包括：
第三得到单元，用于根据风载荷、浪载荷、流载荷、水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律；
第四得到单元，用于根据平台运动规律，得到拟合方程。
作为一种可选实施例，第三得到单元包括：
第二计算子模块，用于对风载荷、浪载荷、流载荷、水动力计算域进行有限元计算，得到计算结果；
第二得到子模块，用于对计算结果进行时域分析，得到平台运动规律。
作为一种可选实施例，第三得到模块包括：
第五得到单元，用于根据拟合方程，得到控制程序；
第六得到单元，用于将控制程序加载至流场计算域中，并进行非定常气动与气弹特性计算，得到风轮诱导速度集合。
此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种用于实施上述漂浮式风电机组平台动态响应确定方法的电子设备，该电子设备可以是服务器、终端、或者其组合。
图7是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图，如图7所示，包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701、通信接口702和存储器703通过通信总线704完成相互间的通信，其中，
存储器703，用于存储计算机程序；
处理器701，用于执行存储器703上所存放的计算机程序时，实现如下步骤：
获取流场计算域和水动力计算域；
根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态；
根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差；
在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。
可选地，在本实施例中，上述的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线、或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括RAM，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
作为一种示例，如图7所示，上述存储器703中可以但不限于包括上述漂浮式风电机组平台动态响应确定装置中的获取模块601、第一得到模块602、第二得到模块603、第三得到模块604、第四得到模块605、确定模块606。此外，还可以包括但不限于上述漂浮式风电机组平台动态响应确定装置中的其他模块单元，本示例中不再赘述。
上述处理器可以是通用处理器，可以包含但不限于：CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)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。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，图7所示的结构仅为示意，实施上述漂浮式风电机组平台动态响应确定方法的设备可以是终端设备，该终端设备可以是智能手机(如Android手机、iOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)、PAD等终端设备。图7其并不对上述电子设备的结构造成限定。例如，终端设备还可包括比图7中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等)，或者具有与图7所示的不同的配置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于存储执行漂浮式风电机组平台动态响应确定方法的程序代码。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
获取流场计算域和水动力计算域；
根据预设计算模型和流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
根据风载荷、浪载荷、流载荷以及水动力计算域，得到拟合方程，其中，拟合方程用于确定漂浮式风电机组平台的运动状态；
根据拟合方程和流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
根据风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，计算残差集合包括预设数量个计算残差；
在计算残差集合满足预设条件的情况下，根据计算残差集合对应的拟合方程和风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，预设条件为计算残差集合中所有计算残差均小于预设阈值。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例中对此不再赘述。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种漂浮式风电机组平台动态响应确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取流场计算域和水动力计算域；
根据预设计算模型和所述流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷以及所述水动力计算域，得到拟合方程，其中，所述拟合方程用于确定所述漂浮式风电机组平台的运动状态；
根据所述拟合方程和所述流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
根据所述风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，所述计算残差集合包括预设数量个计算残差；
在所述计算残差集合满足预设条件的情况下，根据所述计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，所述预设条件为所述计算残差集合中所有所述计算残差均小于预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述得到计算残差集合之后，所述方法还包括：
在所述计算残差集合不满足所述预设条件的情况下，将所述风轮诱导速度集合作为所述可变更速度集合，并根据所述预设计算模型和所述流场计算域，更新所述风载荷、所述浪载荷以及所述流载荷，直到根据更新后的风载荷、更新后的浪载荷以及更新后的流载荷得到的更新后的计算残差集合满足所述预设条件，则根据所述更新后的计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定所述漂浮式风电机组平台的所述动态响应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设计算模型和所述流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷，包括：
对所述预设计算模型和所述流场计算域进行网格划分，得到计算网格；
根据所述流场计算域、所述计算网格以及第一计算逻辑，得到所述风载荷；
获取预设海域在预设风况下的所述浪载荷和所述流载荷。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述流场计算域、所述计算网格以及第一计算逻辑，得到所述风载荷，包括：
根据所述流场计算域、所述计算网格、预设模型进行非定常数值模拟计算，得到各方向扭矩和各方向受力；
将所述各方向扭矩和所述各方向受力表示为数值矩阵，得到所述风载荷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷以及所述水动力计算域，得到拟合方程，包括：
根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷、所述水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律；
根据所述平台运动规律，得到所述拟合方程。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷、所述水动力计算域以及第二计算逻辑，得到平台运动规律，包括：
对所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷、所述水动力计算域进行有限元计算，得到计算结果；
对所述计算结果进行时域分析，得到所述平台运动规律。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拟合方程和所述流场计算域，得到风轮诱导速度集合，包括：
根据所述拟合方程，得到控制程序；
将所述控制程序加载至所述流场计算域中，并进行非定常气动与气弹特性计算，得到所述风轮诱导速度集合。
8.一种漂浮式风电机组平台动态响应确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取流场计算域和水动力计算域；
第一得到模块，用于根据预设计算模型和所述流场计算域，得到风载荷、浪载荷以及流载荷；
第二得到模块，用于根据所述风载荷、所述浪载荷、所述流载荷以及所述水动力计算域，得到拟合方程，其中，所述拟合方程用于确定所述漂浮式风电机组平台的运动状态；
第三得到模块，用于根据所述拟合方程和所述流场计算域，得到风轮诱导速度集合；
第四得到模块，用于根据所述风轮诱导速度集合、可变更速度集合以及预设公式，得到计算残差集合，其中，所述计算残差集合包括预设数量个计算残差；
确定模块，用于在所述计算残差集合满足预设条件的情况下，根据所述计算残差集合对应的所述拟合方程和所述风轮诱导速度集合，确定漂浮式风电机组平台的动态响应，其中，所述预设条件为所述计算残差集合中所有所述计算残差均小于预设阈值。
9.一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信，其特征在于，
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于通过运行所述存储器上所存储的所述计算机程序来执行权利要求1至7中任一项中所述的方法步骤。
10.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项中所述的方法步骤。
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