本技术涉及海洋工程和海洋能利用，尤其是一种浮式防波堤系统构型设计优化方法、装置及设备。
背景技术：
1、振荡浮子式波浪能发电装置与防波堤集成系统(以下简称浮式防波堤系统或简称集成系统)的概念一经提出就受到了广泛关注。将振荡浮子式波浪能发电装置与防波堤集成为一体既可以降低振荡浮子式波浪能发电装置的布置成本，实现建造成本共享；又可以通过防波堤对波浪的反射作用，叠加入射波浪，提升波能俘获效率。
2、然而，目前主要通过设计人员按照人为经验来对浮式防波堤系统进行构型设计，受人为因素影响较大，且设计得到的浮式防波堤系统的发电效率难以保证，另外受限于系统构型设计的建模经验化和模型转换的繁琐、耗时，使得浮式防波堤系统的构型设计效率较低、成本较高。
技术实现思路
1、本技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种浮式防波堤系统构型设计优化方法、装置及设备，用以解决现有技术中在设计浮式防波堤系统时出现的成本高、效率低以及浮式防波堤系统中的发电机的发电效率差的问题，实现满足浮式防波堤系统中的发电机的发电效率达到最优的基础上，快速且高效的完成浮式防波堤系统的构型设计。
2、本技术实施例提供了一种浮式防波堤系统构型设计优化方法，包括：
3、获取浮式防波堤系统在当前构型下的三维模型，所述三维模型为三维cad模型；
4、基于所述三维模型中的目标点和所述浮式防波堤系统所在环境的波浪参数，确定所述浮式防波堤系统的水动力系数，其中，所述目标点包括源点和场点，所述源点基于所述三维模型的任一个面元确定，所述场点基于从所述三维模型中去除与源点对应的面元后剩余的面元确定，所述水动力系数包括：附加质量和辐射阻尼；
5、将所述附加质量和所述辐射阻尼输入预先设置的第一函数模型，得到所述第一函数模型输出的所述浮式防波堤系统中发电机的发电效率，其中，所述第一函数模型基于附加质量、辐射阻尼、发电效率以及水动力系数和发电效率之间的逻辑关系得到；
6、基于所述发电效率和所述波浪参数，调整所述浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至所述发电效率达到最优范围时，得到所述浮式防波堤系统的优化后的构型。
7、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，所述基于所述三维模型中的目标点和所述浮式防波堤系统所在环境的波浪参数，确定所述浮式防波堤系统的水动力系数，包括：
8、确定所述源点和各所述场点之间的位置关系；
9、基于各所述位置关系和所述波浪参数，得到振荡浮子和防波堤在波浪作用下的速度势，其中，所述振荡浮子式波浪能发电装置包括所述振荡浮子；
10、将所述速度势输入预先设置的第二函数模型，得到所述第二函数模型输出的所述浮式防波堤系统的水动力系数，其中，所述第二函数模型基于速度势、水动力系数以及速度势和水动力系数之间的逻辑关系得到。
11、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，所述将所述附加质量和所述辐射阻尼输入预先设置的第一函数模型，得到所述第一函数模型输出的所述浮式防波堤系统中发电机的发电效率，包括：
12、将所述附加质量和所述辐射阻尼输入预先设置的运动方程，得到所述运动方程输出的所述浮式防波堤系统的运动响应；
13、确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率。
14、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，所述确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率，包括：
15、基于预先设置的运动响应和发电效率之间的第一映射关系，得到所述浮式防波堤系统的发电效率，其中，运动响应包括：所述振荡浮子式波浪能发电装置在波浪作用下的第一运动响应，以及所述防波堤在波浪作用下的第二运动响应，所述第一映射关系包括：第一运动响应和第二运动响应与发电效率之间的映射关系。
16、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，所述确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率之前，还包括：
17、获取所述浮式防波堤系统中的动力输出装置的装置阻尼；
18、基于所述波浪参数，获取波浪中入射波对应的入射波能量；
19、所述确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率，包括：
20、基于预先设置的发电功率、装置阻尼和运动响应之间的第二映射关系，得到所述浮式防波堤系统的发电功率，其中，运动响应包括：所述振荡浮子式波浪能发电装置在波浪作用下的第一运动响应，以及所述防波堤在波浪作用下的第二运动响应，所述第二映射关系包括：装置阻尼、第一运动响应和第二运动响应与发电功率之间的映射关系；
21、将所述发电功率和所述入射波能量的比值确定为所述发电效率。
22、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，调整所述浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至所述发电效率达到最优范围，包括：
23、在确定所述浮式防波堤系统的体积为预设体积不变的情况下，调整所述浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至所述发电效率达到最优范围，所述浮式防波堤系统的体积包括：所述振荡浮子式波浪能发电装置的体积与所述防波堤的体积之和。
24、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，调整所述浮式防波堤系统的构型，包括：
25、调整所述三维模型中与所述振荡浮子式波浪能发电装置对应的第一三维子模型，和/或，与所述防波堤对应的第二三维子模型。
26、根据本技术一个实施例的浮式防波堤系统构型设计优化方法，所述浮式防波堤系统构型设计优化方法还包括：
27、获取多组构型优化样本数据，其中，每组构型优化样本数据包括：一个浮式防波堤系统的初始构型、所在环境的波浪参数样本、水动力系数样本以及优化后的构型样本；
28、以每组构型优化样本数据中的初始构型、所述波浪参数样本和所述水动力系数样本作为输入，所述构型优化样本数据中优化后的构型样本作为输出，利用神经网络算法训练得到构型设计优化模型；
29、利用所述构型设计优化模型对浮式防波堤系统进行构型设计优化。
30、本技术实施例还提供了一种浮式防波堤系统构型设计优化装置，包括：
31、获取模块，用于获取浮式防波堤系统在当前构型下的三维模型，所述三维模型为三维cad模型；
32、确定模块，用于基于所述三维模型中的目标点和所述浮式防波堤系统所在环境的波浪参数，确定所述浮式防波堤系统的水动力系数，其中，所述目标点包括源点和场点，所述源点基于所述三维模型的任一个面元确定，所述场点基于从所述三维模型中去除与源点对应的面元后剩余的面元确定，所述水动力系数包括：附加质量和辐射阻尼；
33、计算模块，用于将所述附加质量和所述辐射阻尼输入预先设置的第一函数模型，得到所述第一函数模型输出的所述浮式防波堤系统中发电机的发电效率，其中，所述第一函数模型基于附加质量、辐射阻尼、发电效率以及水动力系数和发电效率之间的逻辑关系得到；
34、调整模块，用于基于所述发电效率和所述波浪参数，调整浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至所述发电效率达到最优范围时，得到所述浮式防波堤系统的优化后的构型。
35、本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法的步骤。
36、本技术实施例提供的浮式防波堤系统构型设计优化方法、装置及设备，通过获取与振荡浮子式波浪能发电装置和防波堤集成构成的集成系统(即浮式防波堤系统)对应的三维cad模型，并基于得到的三维cad模型进行后续模型优化步骤，本技术无需进行模型转换步骤，使模型优化更简单、方便且效率更高，能够有效的节省时间成本和设计成本；具体基于三维模型中的源点、场点和浮式防波系统所在环境的波浪参数，确定浮式防波堤系统的附加质量和辐射阻尼；将附加质量和辐射阻尼输入预先设置的第一函数模型，得到第一函数模型输出的浮式防波堤系统中发电机的发电效率，可见本技术能够快速的得到浮式防波堤系统的发电效率；进而基于得到的发电效率和波浪参数，调整浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至发电效率达到最优范围时，得到浮式防波堤系统的优化后的构型，实现了满足浮式防波堤系统中的发电机的发电效率达到最优的基础上，快速且高效的完成浮式防波堤系统的构型设计。
1.一种浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述基于所述三维模型中的目标点和所述浮式防波堤系统所在环境的波浪参数，确定所述浮式防波堤系统的水动力系数，包括：
3.根据权利要求1或2所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述将所述附加质量和所述辐射阻尼输入预先设置的第一函数模型，得到所述第一函数模型输出的所述浮式防波堤系统中发电机的发电效率，包括：
4.根据权利要求3所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率，包括：
5.根据权利要求3所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述确定与所述运动响应对应的所述浮式防波堤系统的所述发电效率之前，还包括：
6.根据权利要求1或2所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，调整所述浮式防波堤系统的构型并重新确定发电效率，直至所述发电效率达到最优范围，包括：
7.根据权利要求6所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，调整所述浮式防波堤系统的构型，包括：
8.根据权利要求1或2所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法，其特征在于，所述浮式防波堤系统构型设计优化方法还包括：
9.一种浮式防波堤系统构型设计优化装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述的浮式防波堤系统构型设计优化方法的步骤。
