基于PC-Kriging模型的极端环境下海上风机基础可靠性分析

作     者：李志川 祁雷 刘小燕 李宁 张庆巍 杜尊峰 LI Zhi-chuan;QI Lei;LIU Xiao-yan;LI Ning;ZHANG Qing-wei;DU Zun-feng

作者机构：渤海石油航务建筑工程有限责任公司天津300452 中海石油(中国)有限公司北京新能源分公司北京102200 天津大学建筑工程学院天津300354 

出 版 物：《船海工程》 (Ship & Ocean Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第3期

页      面：84-89页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金(51109158) 天津市交通运输科技发展计划项目(G2022-48) 中海油能源发展股份有限公司科技重大专项(HFZDZX-JN2021-01-04) 

主　　题：可靠性分析 单桩式海上风机基础 PC-Kriging模型 IEGO学习函数 全局灵敏度分析 

摘      要：为研究基础结构的材料属性和尺寸对单桩式海上风机基础可靠性的影响,提出基于PC-Kriging模型(Polynomial-Chaos-based Kriging,PC-Kriging)和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation,MCS)方法,结合IEGO学习函数建立的单桩式海上风机基础可靠性分析模型,并通过算例验证了该方法的精确性。以50年重现期的海况为极端环境,考虑材料密度、弹性模量和桩腿壁厚的不确定性,进行单桩式海上风机基础在塔筒顶部位移和应力控制两个失效因素下的可靠性分析,并进行全局灵敏度分析。分析结果表明,单桩式海上风机基础失效概率为8.4×10-3,材料密度对可靠性影响可以忽略不计,而材料弹性模量和桩腿壁厚对可靠性影响较大。