(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110015282.2 (22)申请日 2021.01.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112668246 A (43)申请公布日 2021.04.16 (73)专利权人 中国海洋大学 地址 266000 山东省青岛市崂山区松岭路 238号 (72)发明人 王俊荣　宫浩男　谢波涛　宋佳奇　 (74)专利代理 机构 青岛汇智海纳 知识产权代理 有限公司 373 35 专利代理师 王丹丹 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (56)对比文件 CN 107291995 A,2017.10.24CN 110532685 A,2019.12.0 3 US 2012259489 A1,2012.10.1 1 卫涛.基于 TLP 原理的海上风机浮式基础 研究. 《江苏 科技大学硕士学位 论文》 .2014, Gro Sagli Baarholm .etc.Combi ning contours of sign ificant wave height and peak peri od with platform respo nse distributi ons for predicti ng design response. 《Mari ne Structures》 .2010, Sverre Haver.Enviro nmental Co ntour Lines: A Method for Estimati ng Long Term Extremes by a Short Term Analysis. 《Society of Naval Arc hitects and Mari ne Engineers》 .2008, Finn-Idar Gr øtta Giske.Ful l long-term extreme respo nse analysis of mari ne structures usi ng inverse FORM. 《Probabi listic Engi neering Mechanics》 .2017, 审查员 李剑炜 (54)发明名称 一种预报海 洋平台长期响应极值的方法 (57)摘要 本发明提出一种预报海洋平台长期响应极 值的方法， 包括： A、 建立海洋结构响应长期分布 卷积模型； B、 将卷积模型改写为可靠度形式； C、 将模型中的随机变量变换为独立的标准正态变 量； D、 搜索标准正态空间中半径为β的球面上点 的中vn+1(u)的最大值作为结构M年重现期响应。 本发明提出不精确的一维搜索方法， 保证迭代过 程中响应值每一步都有一定程度的上升， 解决了 改进均值法易出现周期震荡而不收敛的情况， 保 证了收敛性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 112668246 B 2022.10.28 CN 112668246 B 1.一种预报海洋平台长期响应极值的方法， 其特 征在于包括： A、 基于海洋结构短期极端响应峰值建立海洋结构响应长期分布卷积模型 FR(r)＝ ∫SFR|S(r|s)fS(s)ds 其中， S＝(S1,S2,...,Sn)为短期的海洋环境参数集合， 该集合是由有效波高Hs和跨零周 期Tz组成的海洋环境参数， fS(s)为海洋环境参数的联合概率密度函数， FR|S(r|s)为短期条 件为S条件下， 结构短期响应峰值R的累计积分布函数； B、 将卷积模型改写为可靠度形式； C、 将模型中的随机向量变换为独立的标准 正态变量； D、 采用不精确的一维搜索算法， 在标准正态空间中半径为β 的球面上检索vn+1(u)的最 大值作为结构的M年 一遇响应； D1： 设定初试迭代步长d、 初始迭代点u0以及相对误差 ε， 令k ＝0； D2： 获得迭代点对应的响应值vn+1(uk)以及该点的梯度向量 D3： 获得第k+1个迭代点 D4： 获得第k+1个点对应的响应值vn+1(uk+1)； D5： 若第k+1个点对应的响应值vn+1(uk+1)大于第k个点的响应值vn+1(uk)， 则转至D6， 否 则， 令迭代步长减半， 并转至D3； D6： 若 则转至D7， 否则k ＝k+1， 并转至D2； D7： k＝k+1， 结构M年重现期响应值 为vn+1(uk)。 2.根据权利要求1所述的预报海洋平台长期响应极值的方法， 其特征在于， 所述步骤A 的模型如下： FR(r)＝ ∫SFR|S(r|s)fS(s)ds 其中， FR|S(r|s)为短期条件 为S条件下， 结构短期响应峰值R的累计积分布函数； fS(s)为 环境参数的联合 概率密度函数， S＝(S1,S2,...,Sn)。 3.根据权利要求1所述的预报海洋平台长期响应极值的方法， 其特征在于， 所述步骤D1 中d＝4～6。 4.根据权利要求1所述的预报海洋平台长期响应极值的方法， 其特征在于， 所述步骤D 中 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 112668246 B 2一种预报海洋平台长期响应极值的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及海洋工程技术领域， 具体而言， 尤其涉及一种进行海洋结构物长期响 应预报时的方法。 背景技术 [0002]远洋航行的船舶及其他海洋结构均受到波浪、 风、 流等作用在其上引起的不断变 化的环境荷载的影响。 对于承受环境载荷(例如风， 浪， 流， 冰)的海洋 结构， 在设计阶段评估 结构长期极限响应以及 在其特定使用寿命内的相关应力或应 变是必要且重要的。 [0003]长期响应分析将环境参数的长期行为建模为一系列短期固定条件。 假定海洋表面 构成一个在时间上平稳而在空间上均匀的随机波场。 在实践中， 假定仅在有限的一段时间 内具有平稳性， 通常取3小时， 这称为波场的短期描述。 通过对所有短期环境条件下的结构 的短期响应进行卷积可以获得M年响应的估计值。 现有用于求解卷积模型 的逆一阶可靠度 方法应用最广泛地是改进均值法(AMV)及其改进方法联合均值法(CMV)， 但当结构的功能函 数为高度非线性 或非凸非凹函数时， AMV 易出现周期震 荡而不收敛的情况， 需要通过执行精 确的弧搜索来解决， 但这需要大量的函数计算， 且收敛速度不高。 联合均值法(CMV)通过考 虑3个连续验算点的最速下降方向形成新的搜索方向， 但当功能函数为凸函数时效率较低。 弧长搜索法常采用一 维搜索方法确定最优步长， 需要不断进 行功能函数值的计算甚至偏导 数计算， 加大了计算的复杂程度。 发明内容 [0004]本发明针对现有预报海洋平台长期响应极值的方法存在求解逆一阶可靠性问题 迭代收敛度不高、 计算效率低的问题， 提出如下技术方案： 一种预报海洋平台长期响应极值 的方法， 包括： [0005]A、 建立海洋结构响应长期分布卷积模型； [0006]B、 将卷积模型改写为可靠度形式； [0007]C、 将模型中的随机向量变换为独立的标准 正态变量； [0008]D、 搜索标准正态空间中半径为β 的球面上点的中vn+1(u)的最大值作为结构M年重 现期响应； [0009]D1： 设定初试迭代步长d， 令k ＝0， 初始迭代点u0以及相对误差 ε； [0010]D2： 获得迭代点对应的响应值vn+1(uk)以及该点的梯度向量 ▽vn+1(uk)； [0011]D3： 获得第k+1个迭代点 [0012]D4： 获得第k+1个点对应的响应值vn+1(uk+1)；说　明　书 1/4 页 3 CN 112668246 B 3