CN111625928A - 一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海上风机基础防冲刷技术领域，公开了一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法，所述海上风机基础防冲刷保护结构包括：海上水文信息采集模块、冲击力采集模块、海上风速采集模块、风机视频采集模块、主控模块、风机参数优化模块、风机耦合分析模块、风机故障诊断模块、异常警报模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过风机参数优化模块可根据计算公式自动进行，实现对海上风机重量、效率、高温超导材料长度等参数的优化；同时，通过风机耦合分析模块建立了更为完善的海上风机整体耦合分析方法，能够开展海上风机在地震、风、海流、波浪等正常或极端条件下的整体耦合反应分析，能够得到更为合理的、精确的结构反应。
Description
技术领域
本发明属于海上风机基础防冲刷技术领域，尤其涉及一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。
背景技术
目前，风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机是中国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，风力发电机。风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等。然而，现有海上风机基础防冲刷保护结构对风机优化效果差；同时，对在地震、空气动力和水动力荷载联合作用下的风机整体结构耦合反应分析不准确。
综上所述，现有技术存在的问题及缺陷是：现有海上风机基础防冲刷保护结构对风机优化效果差；同时，对在地震、空气动力和水动力荷载联合作用下的风机整体结构耦合反应分析不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。
本发明是这样实现的，一种海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，所述海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法包括以下步骤：
步骤一，通过海上水文信息采集模块利用水文监测设备采集海上水文信息的实时数据；通过冲击力采集模块利用冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据。
步骤二，通过海上风速采集模块利用风速传感器采集海上风速的实时数据；通过风机视频采集模块利用摄像器采集海上风机的监控视频数据。
步骤三，通过主控模块利用主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作。
步骤四，通过风机参数优化模块利用优化程序设置电机的基础参数，包括额定输出功率、端电压、功率因数、转速、极对数、运行温度、定子内径的平均气隙长度、定子内径的极距、转子外径的平均气隙长度、转子外径的极距。
步骤五，设置电枢绕组参数，包括匝数、槽极、开槽相位、槽距；基于电枢负载、串联的导体数确定单个槽的磁通；基于电枢导体的电流密度确定导体截面积和槽的尺寸，进而求取单极的磁通。
步骤六，计算磁通密度，设置定子铁心参数；基于磁极和磁轭所给定的磁通密度，设置漏磁系数，计算气隙和定子齿部的磁通密度。
步骤七，确定基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机电枢绕组结构，设计端部形状和电阻参数。
步骤八，设置高温超导励磁线圈参数和所需要的磁动势；基于钢材料的饱和特性，分别计算气隙和定子齿部所需要的磁动势数值；基于转子凸极和磁轭的磁动势，通过设定电枢漏磁和反磁势，分别计算负载和空载条件下所需要的磁动势数值。
步骤九，设置励磁绕组参数，基于高温超导材料的尺寸和载流能力，通过设定磁通密度，计算励磁电流；基于负载条件下所需要的磁动势数值，计算励磁绕组截面积和磁极高度。
步骤十，基于钢材料的饱和特性，计算磁极所需要的磁动势数值；计算负载条件下的电枢漏磁和反磁势；通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程。
步骤十一，三维磁场分析；基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机不同部分的磁场分布仿真，计算磁场漏感系数和运行电流；其中，运行电流取决于高温超导材料磁通流动所产生的损耗。
步骤十二，基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机的重量、损耗、效率分析，对风机参数进行优化处理；其中，重量基于所有组成元件的参数计算得出；损耗包括铁耗、电枢电阻损耗、杂散损耗、机械损耗、空气冷却的风机损耗、低温冷却的制冷损耗。
步骤十三，通过风机耦合分析模块利用分析程序对风机整体耦合进行分析；通过风机故障诊断模块利用诊断电路对风机故障进行诊断；通过异常警报模块利用警报器根据采集异常数据进行警报通知。
步骤十四，通过数据存储模块利用存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息。
步骤十五，通过显示模块利用显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
进一步，步骤十中，所述通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程为：
其中，
Ei为内电压，Vt为端电压，Fi为包括Ei的磁动势，F0为空载条件下的磁动势，Fa为补偿电枢反应的磁动势，F2为负载条件下的的磁动势，Kω为电枢系数，P为极对数，Ra为电枢电阻，α为极距，n1为每相电枢绕组的串联数，θ为功率因数角，
为Ei和Vt的夹角，Ia为电枢电流，Xl为漏感，Xq为q轴电枢反应电感。
进一步，步骤十二中，所述低温冷却的制冷损耗功率Pcryo的计算公式为：
其中，Pch为流经玻璃纤维增强塑料的转矩管所耗散的功率，Prh为高温超导材料磁通流动所耗散的功率；COP为制冷机的运行系数。
进一步，步骤十三中，所述风机耦合分析模块分析方法如下：
(1)通过分析程序建立地震、风和波浪荷载联合作用下的海上风机耦合运动控制方程；
(2)基于FASTV8.0中风浪联合作用下的海上风机整体耦合模型和a中的结构运动控制方程，开发地震荷载分析程序，建立地震、风和波浪联合作用下的整体耦合分析方法；
(3)编译FASTV8.0中的主程序程序和各个计算程序，编写各程序与地震荷载计算程序的数据接口；
(4)开发地震荷载计算程序的系列子功能程序：数据传输程序、数据处理程序、地震动合成程序、地震动修正程序、地震力计算程序；
(5)基于上述开发建立地震工况下海上风机整体结构耦合反应分析方法；
(6)基于海上风机整体耦合分析方法，添加MTMD数值模型，建立地震作用下海上风机局部及整体结构的MTMD控制模型；
(7)基于f中的海上风机整体耦合分析方法，添加TLCD数值模型，建立地震作用下海上风机机舱的TLCD控制模型。
进一步，步骤(2)中，所述的地震荷载分析程序为独立程序，既独立开展海上风机在静水+地震条件下的动力反应分析，也与FAST软件的气弹性分析程序和水动力计算程序相结合开展地震、风和波浪联合作用下的结构耦合动力反应分析。
进一步，步骤(6)中，所述塔筒MTMD的数值模型包含以下步骤：
基于FASTV8.0中控制系统程序开发风机塔筒MTMD数值模拟程序；在主程序程序和各子程序程序中建立与塔筒MTMD数值模拟程序的数据接口；
风机塔筒MTMD数值模拟程序包含以下功能程序：数据传输程序、MTMD参数设置模块、控制荷载计算程序。
进一步，步骤(7)中，所述TLCD数值模型建立主要包含以下步骤：
建立TLCD与海上风机结构的耦合运动方程；
基于TLCD耦合运动控制方程，开发海上风机TLCD控制模型，包含以下功能程序：数据传输程序、TLCD参数设置程序、TLCD运动方程求解程序。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法的海上风机基础防冲刷保护结构，所述海上风机基础防冲刷保护结构包括：
海上水文信息采集模块、冲击力采集模块、海上风速采集模块、风机视频采集模块、主控模块、风机参数优化模块、风机耦合分析模块、风机故障诊断模块、异常警报模块、数据存储模块、显示模块。
海上水文信息采集模块，与主控模块连接，用于通过水文监测设备采集海上水文信息的实时数据；
冲击力采集模块，与主控模块连接，用于通过冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据；
海上风速采集模块，与主控模块连接，用于通过风速传感器采集海上风速的实时数据；
风机视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集海上风机的监控视频数据；
主控模块，与海上水文信息采集模块、冲击力采集模块、海上风速采集模块、风机视频采集模块、风机参数优化模块、风机耦合分析模块、风机故障诊断模块、异常警报模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作；
风机参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对风机参数进行优化处理；
风机耦合分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序对风机整体耦合进行分析；
风机故障诊断模块，与主控模块连接，用于通过诊断电路对风机故障进行诊断；
异常警报模块，与主控模块连接，用于通过警报器根据采集异常数据进行警报通知；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过风机参数优化模块可根据计算公式自动进行，实现对海上风机重量、效率、高温超导材料长度等参数的优化，且由于优化过程中包含磁场漏感系数和运行电流两个闭环反馈回路，对电机的性能优化具有关键的改善作用；同时，通过风机耦合分析模块建立了更为完善的海上风机整体耦合分析方法，能够开展海上风机在地震、风、海流、波浪等正常或极端条件下的整体耦合反应分析，能够得到更为合理的、精确的结构反应。
附图说明
图1是本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法流程图。
图2是本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构结构框图；
图中：1、海上水文信息采集模块；2、冲击力采集模块；3、海上风速采集模块；4、风机视频采集模块；5、主控模块；6、风机参数优化模块；7、风机耦合分析模块；8、风机故障诊断模块；9、异常警报模块；10、数据存储模块；11、显示模块。
图3是本发明实施例提供的通过优化程序对风机参数进行优化处理的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过分析程序对风机整体耦合进行分析的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的TLCD数值模型的建立方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法包括以下步骤：
S101，通过海上水文信息采集模块利用水文监测设备采集海上水文信息的实时数据。
S102，通过冲击力采集模块利用冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据。
S103，通过海上风速采集模块利用风速传感器采集海上风速的实时数据；通过风机视频采集模块利用摄像器采集海上风机的监控视频数据。
S104，通过主控模块利用主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作。
S105，通过风机参数优化模块利用优化程序对风机参数进行优化处理；通过风机耦合分析模块利用分析程序对风机整体耦合进行分析。
S106，通过风机故障诊断模块利用诊断电路对风机故障进行诊断；通过异常警报模块利用警报器根据采集异常数据进行警报通知。
S107，通过数据存储模块利用存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息。
S108，通过显示模块利用显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
如图2所示，本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构包括：海上水文信息采集模块1、冲击力采集模块2、海上风速采集模块3、风机视频采集模块4、主控模块5、风机参数优化模块6、风机耦合分析模块7、风机故障诊断模块8、异常警报模块9、数据存储模块10、显示模块11。
海上水文信息采集模块1，与主控模块5连接，用于通过水文监测设备采集海上水文信息的实时数据；
冲击力采集模块2，与主控模块5连接，用于通过冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据；
海上风速采集模块3，与主控模块5连接，用于通过风速传感器采集海上风速的实时数据；
风机视频采集模块4，与主控模块5连接，用于通过摄像器采集海上风机的监控视频数据；
主控模块5，与海上水文信息采集模块1、冲击力采集模块2、海上风速采集模块3、风机视频采集模块4、风机参数优化模块6、风机耦合分析模块7、风机故障诊断模块8、异常警报模块9、数据存储模块10、显示模块11连接，用于通过主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作；
风机参数优化模块6，与主控模块5连接，用于通过优化程序对风机参数进行优化处理；
风机耦合分析模块7，与主控模块5连接，用于通过分析程序对风机整体耦合进行分析；
风机故障诊断模块8，与主控模块5连接，用于通过诊断电路对风机故障进行诊断；
异常警报模块9，与主控模块5连接，用于通过警报器根据采集异常数据进行警报通知；
数据存储模块10，与主控模块5连接，用于通过存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息；
显示模块11，与主控模块5连接，用于通过显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过优化程序对风机参数进行优化处理的方法包括：
S201，通过优化程序设置电机的基础参数，包括额定输出功率、端电压、功率因数、转速、极对数、运行温度、定子内径的平均气隙长度、定子内径的极距、转子外径的平均气隙长度、转子外径的极距。
S202，设置电枢绕组参数，包括匝数、槽极、开槽相位、槽距；基于电枢负载、串联的导体数确定单个槽的磁通；基于电枢导体的电流密度确定导体截面积和槽的尺寸，进而求取单极的磁通。
S203，计算磁通密度，设置定子铁心参数；基于磁极和磁轭所给定的磁通密度，设置漏磁系数，计算气隙和定子齿部的磁通密度；确定基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机电枢绕组结构，设计端部形状和电阻参数。
S204，设置高温超导励磁线圈参数和所需要的磁动势；基于钢材料的饱和特性，分别计算气隙和定子齿部所需要的磁动势数值；基于转子凸极和磁轭的磁动势，通过设定电枢漏磁和反磁势，分别计算负载和空载条件下所需要的磁动势数值。
S205，设置励磁绕组参数，基于高温超导材料的尺寸和载流能力，通过设定磁通密度，计算励磁电流；基于负载条件下所需要的磁动势数值，计算励磁绕组截面积和磁极高度。
S206，基于钢材料的饱和特性，计算磁极所需要的磁动势数值；计算负载条件下的电枢漏磁和反磁势；通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程。
S207，三维磁场分析；基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机不同部分的磁场分布仿真，计算磁场漏感系数和运行电流；其中，运行电流取决于高温超导材料磁通流动所产生的损耗。
S208，基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机的重量、损耗、效率分析；其中，重量基于所有组成元件的参数计算得出；损耗包括铁耗、电枢电阻损耗、杂散损耗、机械损耗、空气冷却的风机损耗、低温冷却的制冷损耗。
本发明实施例提供的通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程为：
其中，
Ei为内电压，Vt为端电压，Fi为包括Ei的磁动势，F0为空载条件下的磁动势，Fa为补偿电枢反应的磁动势，F2为负载条件下的的磁动势，Kω为电枢系数，P为极对数，Ra为电枢电阻，α为极距，n1为每相电枢绕组的串联数，θ为功率因数角，
为Ei和Vt的夹角，Ia为电枢电流，Xl为漏感，Xq为q轴电枢反应电感。
本发明实施例提供的低温冷却的制冷损耗功率Pcryo的计算公式为：
其中，Pch为流经玻璃纤维增强塑料的转矩管所耗散的功率，Prh为高温超导材料磁通流动所耗散的功率；COP为制冷机的运行系数。
实施例2
本发明实施例提供的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的通过分析程序对风机整体耦合进行分析的方法包括：
S301，通过分析程序建立地震、风和波浪荷载联合作用下的海上风机耦合运动控制方程。
S302，基于FASTV8.0中风浪联合作用下的海上风机整体耦合模型和a中的结构运动控制方程，开发地震荷载分析程序，建立地震、风和波浪联合作用下的整体耦合分析方法。
S303，编译FASTV8.0中的主程序程序和各个计算程序，编写各程序与地震荷载计算程序的数据接口。
S304，开发地震荷载计算程序的系列子功能程序：数据传输程序、数据处理程序、地震动合成程序、地震动修正程序、地震力计算程序。
S305，所述的地震荷载分析程序为独立程序，既独立开展海上风机在静水+地震条件下的动力反应分析，也与FAST软件的气弹性分析程序和水动力计算程序相结合开展地震、风和波浪联合作用下的结构耦合动力反应分析。
S306，基于上述开发建立地震工况下海上风机整体结构耦合反应分析方法；基于海上风机整体耦合分析方法，添加MTMD数值模型，建立地震作用下海上风机局部及整体结构的MTMD控制模型。
S307，基于f中的海上风机整体耦合分析方法，添加TLCD模型模型，建立地震作用下海上风机机舱的TLCD控制模型。
本发明实施例提供的塔筒MTMD的数值模型包含以下步骤：
基于FASTV8.0中控制系统程序开发风机塔筒MTMD数值模拟程序，在主程序程序和各子程序程序中建立与塔筒MTMD数值模拟程序的数据接口；
风机塔筒MTMD数值模拟程序包含以下功能程序：数据传输程序、MTMD参数设置模块、控制荷载计算程序；
如图5所示，本发明实施例提供的TLCD数值模型建立主要包含以下步骤：
S401，建立TLCD与海上风机结构的耦合运动方程。
S402，基于TLCD耦合运动控制方程，开发海上风机TLCD控制模型。
本发明实施例提供的海上风机TLCD控制模型包含以下功能程序：数据传输程序、TLCD参数设置程序、TLCD运动方程求解程序。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，所述海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法包括以下步骤：
步骤一，通过海上水文信息采集模块利用水文监测设备采集海上水文信息的实时数据；通过冲击力采集模块利用冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据；
步骤二，通过海上风速采集模块利用风速传感器采集海上风速的实时数据；通过风机视频采集模块利用摄像器采集海上风机的监控视频数据；
步骤三，通过主控模块利用主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作；
步骤四，通过风机参数优化模块利用优化程序设置电机的基础参数，包括额定输出功率、端电压、功率因数、转速、极对数、运行温度、定子内径的平均气隙长度、定子内径的极距、转子外径的平均气隙长度、转子外径的极距；
步骤五，设置电枢绕组参数，包括匝数、槽极、开槽相位、槽距；基于电枢负载、串联的导体数确定单个槽的磁通；基于电枢导体的电流密度确定导体截面积和槽的尺寸，进而求取单极的磁通；
步骤六，计算磁通密度，设置定子铁心参数；基于磁极和磁轭所给定的磁通密度，设置漏磁系数，计算气隙和定子齿部的磁通密度；
步骤七，确定基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机电枢绕组结构，设计端部形状和电阻参数；
步骤八，设置高温超导励磁线圈参数和所需要的磁动势；基于钢材料的饱和特性，分别计算气隙和定子齿部所需要的磁动势数值；基于转子凸极和磁轭的磁动势，通过设定电枢漏磁和反磁势，分别计算负载和空载条件下所需要的磁动势数值；
步骤九，设置励磁绕组参数，基于高温超导材料的尺寸和载流能力，通过设定磁通密度，计算励磁电流；基于负载条件下所需要的磁动势数值，计算励磁绕组截面积和磁极高度；
步骤十，基于钢材料的饱和特性，计算磁极所需要的磁动势数值；计算负载条件下的电枢漏磁和反磁势；通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程；
步骤十一，三维磁场分析；基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机不同部分的磁场分布仿真，计算磁场漏感系数和运行电流；其中，运行电流取决于高温超导材料磁通流动所产生的损耗；
步骤十二，基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机的重量、损耗、效率分析，对风机参数进行优化处理；其中，重量基于所有组成元件的参数计算得出；损耗包括铁耗、电枢电阻损耗、杂散损耗、机械损耗、空气冷却的风机损耗、低温冷却的制冷损耗；
步骤十三，通过风机耦合分析模块利用分析程序对风机整体耦合进行分析；通过风机故障诊断模块利用诊断电路对风机故障进行诊断；通过异常警报模块利用警报器根据采集异常数据进行警报通知；
步骤十四，通过数据存储模块利用存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息；
步骤十五，通过显示模块利用显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
2.如权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤十中，所述通过计算电枢漏磁和反磁势，得到负载条件下的磁动势方程为：
其中，
Ei为内电压，Vt为端电压，Fi为包括Ei的磁动势，F0为空载条件下的磁动势，Fa为补偿电枢反应的磁动势，F2为负载条件下的的磁动势，Kω为电枢系数，P为极对数，Ra为电枢电阻，α为极距，n1为每相电枢绕组的串联数，θ为功率因数角，
为Ei和Vt的夹角，Ia为电枢电流，Xl为漏感，Xq为q轴电枢反应电感。
3.如权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤十二中，所述低温冷却的制冷损耗功率Pcryo的计算公式为：
其中，Pch为流经玻璃纤维增强塑料的转矩管所耗散的功率，Prh为高温超导材料磁通流动所耗散的功率；COP为制冷机的运行系数。
4.如权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤十三中，所述风机耦合分析模块分析方法如下：
(1)通过分析程序建立地震、风和波浪荷载联合作用下的海上风机耦合运动控制方程；
(2)基于FASTV8.0中风浪联合作用下的海上风机整体耦合模型和a中的结构运动控制方程，开发地震荷载分析程序，建立地震、风和波浪联合作用下的整体耦合分析方法；
(3)编译FASTV8.0中的主程序程序和各个计算程序，编写各程序与地震荷载计算程序的数据接口；
(4)开发地震荷载计算程序的系列子功能程序：数据传输程序、数据处理程序、地震动合成程序、地震动修正程序、地震力计算程序；
(5)基于上述开发建立地震工况下海上风机整体结构耦合反应分析方法；
(6)基于海上风机整体耦合分析方法，添加MTMD数值模型，建立地震作用下海上风机局部及整体结构的MTMD控制模型；
(7)基于f中的海上风机整体耦合分析方法，添加TLCD数值模型，建立地震作用下海上风机机舱的TLCD控制模型。
5.如权利要求4所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的地震荷载分析程序为独立程序，既独立开展海上风机在静水+地震条件下的动力反应分析，也与FAST软件的气弹性分析程序和水动力计算程序相结合开展地震、风和波浪联合作用下的结构耦合动力反应分析。
6.如权利要求4所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤(6)中，所述塔筒MTMD的数值模型包含以下步骤：
基于FASTV8.0中控制系统程序开发风机塔筒MTMD数值模拟程序；在主程序程序和各子程序程序中建立与塔筒MTMD数值模拟程序的数据接口；
风机塔筒MTMD数值模拟程序包含以下功能程序：数据传输程序、MTMD参数设置模块、控制荷载计算程序。
7.如权利要求4所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤(7)中，所述TLCD数值模型建立主要包含以下步骤：
建立TLCD与海上风机结构的耦合运动方程；
基于TLCD耦合运动控制方程，开发海上风机TLCD控制模型，包含以下功能程序：数据传输程序、TLCD参数设置程序、TLCD运动方程求解程序。
8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于，所述海上风机基础防冲刷保护结构包括：
海上水文信息采集模块，与主控模块连接，用于通过水文监测设备采集海上水文信息的实时数据；
冲击力采集模块，与主控模块连接，用于通过冲击力传感器采集海水冲击风机的力度数据；
海上风速采集模块，与主控模块连接，用于通过风速传感器采集海上风速的实时数据；
风机视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集海上风机的监控视频数据；
主控模块，与海上水文信息采集模块、冲击力采集模块、海上风速采集模块、风机视频采集模块、风机参数优化模块、风机耦合分析模块、风机故障诊断模块、异常警报模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过主控机控制所述海上风机基础防冲刷保护结构各个模块的正常工作；
风机参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对风机参数进行优化处理；
风机耦合分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序对风机整体耦合进行分析；
风机故障诊断模块，与主控模块连接，用于通过诊断电路对风机故障进行诊断；
异常警报模块，与主控模块连接，用于通过警报器根据采集异常数据进行警报通知；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的海上水文信息、风速数据、风机监测视频数据、参数优化、分析结果、故障诊断结果以及预警信息的实时数据。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112685852A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种保持通流结构继承性的轴流压气机负荷定制化气动优化方法 |
| CN115538505A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-30 | 浙江大学 | 一种海上风电桩基础冲刷实时监测系统及监测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106208549A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-12-07 | 河南理工大学 | 基于高温超导励磁线圈的凸极式海上风机参数优化方法 |
| CN108256210A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-06 | 浙江科技学院 | 一种地震作用下的海上风机整体耦合分析方法 |
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