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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利浮式风机动力运动与结构响应的降阶建模及一体化快速预报方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120874477B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511382204.0，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权浮式风机动力运动与结构响应的降阶建模及一体化快速预报方法是由李彬彬;杨磊设计研发完成，并于2025-09-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本浮式风机动力运动与结构响应的降阶建模及一体化快速预报方法在说明书摘要公布了：一种浮式风机动力运动与结构响应的降阶建模及一体化快速预报方法，包括：对浮式风机结构做有限元模态分析，提取刚体模态与主要弹性模态，构建低维模态空间并正交化质量、刚度矩阵，降低系统自由度；根据结构初始位置计算水静力回复、系泊、重力刚度及外部激励力，经模态空间变换建静水平衡控制方程，迭代求解广义位移；基于辐射绕射理论在结构网格高斯点重算水压力，结合叶素动量理论算气动荷载，叠加后经模态变换得广义外部荷载；在模态空间建运动方程，数值积分求解广义位移并重构全局位移场，直接算应力时程，实现一体化快速预报。该方法在保持结构关键动力学特性与响应精度的同时，显著提升计算效率，为浮式风机运维近实时评估提供可靠支撑。

本发明授权浮式风机动力运动与结构响应的降阶建模及一体化快速预报方法在权利要求书中公布了：1.一种浮式风机动力运动与结构响应的一体化快速预报方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、结构预处理阶段：对漂浮式风电机组结构进行有限元模态分析，提取结构的刚体模态与弹性模态，构建低维模态空间，并对质量矩阵和刚度矩阵进行正交化处理，以降低系统自由度； S2、静水平衡阶段：根据结构的初始位置计算水静力回复刚度、系泊刚度、重力刚度及外部激励力，并通过模态空间变换将其转换为广义刚度矩阵和广义荷载，建立静水平衡控制方程，通过迭代算法求解广义位移； S3、荷载计算阶段：基于辐射绕射理论，在结构网格的高斯点处重新计算入射、绕射及辐射水压力，并通过高斯积分和形函数传递至节点荷载，同时基于叶素动量理论计算气动荷载，将气动与水动荷载叠加为总外部激励，并通过模态空间变换得到广义外部荷载；所述荷载计算阶段具体包括：在结构网格的高斯点处，基于辐射绕射理论的计算结果，独立重新计算入射、绕射及辐射水压力；对各部分水压力进行数值积分，并将积分得到的水压力荷载传递至结构节点，确保载荷在结构网格上的分布平衡；基于叶素动量理论，将风机叶片划分为若干叶素单元，根据动量守恒关系计算叶素气动力，并沿叶片积分得到作用在塔顶的总气动推力；将所述气动荷载与所述水动荷载叠加，得到总外部激励荷载，并通过模态变换得到广义外部激励荷载； S4、结构时域分析阶段：在模态空间下构建以广义坐标表示的运动方程，通过数值积分求解广义位移时程，进而重构全局位移场，并结合应变-位移关系与本构关系直接计算结构应力时程，实现动力运动与结构响应的一体化快速预报；在模态空间下构建并以数值积分求解运动方程的过程包括：在模态空间下建立包含广义质量、无穷频附加质量、辐射阻尼效应及广义外力的运动方程；采用数值积分方法直接求解所述运动方程，获得广义位移、广义速度及广义加速度的时程响应；利用应变-位移矩阵与本构关系，根据重构的全局位移场直接计算结构应力时程，无需在时域内进行动态荷载传递或调用全域有限元求解器；所述结构时域分析阶段具体包括：在所述低维模态空间下，构建系统的时域运动方程，其中包含由广义质量矩阵和无穷频率附加质量矩阵共同构成的质量项、由脉冲响应函数卷积引入的辐射阻尼记忆项、以及由广义外部激励力、广义静水恢复力和广义重力共同构成的激励项；采用数值积分方法直接求解所述时域运动方程，获得所述广义坐标的位移、速度及加速度响应时程；利用模态矩阵将广义位移响应时程重构为结构全局节点的物理位移时程；基于应变-位移关系矩阵和材料本构关系，根据全局物理位移时程直接计算全局应力时程，从而无需在时间步进求解中反复进行动水压力传递与全域有限元计算。

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