海上风力发电机发展至今,其性能方面取得很大的改进,发电容量可达到1GW。目前,海上风机开始使用大尺寸结构,一个显著问题就是需要降低海上风电结构的成本。海上风机基础相关研究较少,其中大多数只针对非均质粘土的单桩基础,关于降低基础成本的模拟分析较少。目前缺少筒形基础在砂性土中的相关研究,也少有学者涉及三筒基础尺寸和长径比L/D对成本的影响这个领域。优化设计的方法有很多种,本文通过数值模拟的方法分析均质土中不同尺寸的三筒基础在大荷载下的响应结果,研究三筒基础尺寸对于成本的影响。通过模拟两种土质下的单筒基础获取模型参数,该参数用于接下来的三筒基础优化研究。另外,采用切线交点线法得到三筒基础的承载力。通过数值模拟试验,对三筒基础施加组合力并把得到的优化模型用于成本分析。探讨吸力筒不同的长径比L/D、风荷载方向、筒间距S/D、涡轮机安装位置和用钢量的对优化的影响,最终得到最优化设计结果。海上风电吸力筒基础研究结论如下:(1)当基础的一个筒受压,其余两筒受拉,在此力学模式下的荷载方向为最优;(2)最优的加载点在基础上方三脚架的中心位置;(3)当筒间距S/D=2.5,此时基础承载力较高;(4)当长径比L/D介于1和1.5之间,此时基础承载力较高。此外,在获得优化尺寸后,用OptumG3模拟分析相同尺寸下的模型,并与plaxis结果进行比较。最后,再用plaxis分析实际案例来检验优化后的吸力筒尺寸是否合理并得出相应结果。结论表明基础建模是海上风电研究与开发这一课题的重要研究方法。忽略所有结构参数对海上风电结构进行成本降低的分析是不可靠的。可以通过理论和尺寸两个角度对海上风电结构基础进行优化。然而,对三筒甚至四筒基础进行上部结构疲劳分析和原型设计将会是以后一个新的研究方向。