清华大学学报(自然科学版)

作者：贺子琪, 徐万海, 孙瑜萌

单位：天津大学 水利工程智能建设与运维全国重点实验室，天津 300072

关键词：海上光伏,有限元,代理模型,结构优化

基金：国家重点研发计划项目(2022YFB4200700)

当前，海上固定式光伏支架结构的适用水深为3~5 m，为了扩大其适用水深范围，明确相应的结构形式，亟须建立一套高效的自动仿真优化方法，解决多个设计变量间的“组合爆炸”问题。该文提出了一种适用于非线性多目标问题的参数化有限元分析与优化设计方法，选取水深、桩基数量、支架结构参数等作为优化变量，最小化成本和最大化结构刚度为优化目标。通过Isight平台，集成有限元分析和多岛遗传算法，实现了对4~16 m水深光伏支架的自动仿真优化。研究结果表明：在满足所有设计约束的情况下，结构经过优化设计，适用水深可增加至16 m，这为浅海光伏发展提供了技术支持。同时，该方法克服了结构优化问题中同时包含离散变量和连续变量的困难，去除了传统方法中大规模建模仿真计算的过程，明显提升了优化计算效率，可为其他海上新型结构的初步设计提供理论参考。

来源：2025年第8期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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