海上风能是目前发展最为迅速的可再生能源之一。当前我国海上风电行业在市场规模不断扩大的同时,也肩负着提质量、降成本的艰巨任务。风机基础在风电场工程成本中占比很高,进行基础结构优化,提升基础的材料强度利用率是降低风电成本的有效途径。本文依托“海上能源岛创新工程”项目,针对海上风机单桩基础结构优化方法展开研究,具体研究内容包括:1)明确优化问题关键点:基于海上风机单桩基础结构设计理论,拟定桩径、壁厚和分段点位置为设计变量,以最大应力、泥面位移等作为约束条件,以总体积最小为寻优目标,基于单桩基础受力特性,确定单桩基础所受荷载及其计算方法;2)智能优化算法改进:针对单桩基础结构优化问题,基于标准粒子群算法,引入量子运动特性和Cat映射混沌扰动机制,提出适应单桩基础结构优化的混沌量子粒子群算法CQPSO;3)优化方法编程实现:以MATLAB为平台编写CQPSO优化算法主程序,以批处理模式运行ANSYS作为结构计算工具,构建软件间的相互调用及数据交互机制,建立基于CQPSO与ANSYS的联合编程结构优化方法;4)实际应用及效果分析:应用本文提出的优化方法对某海上风机单桩基础结构进行优化,并以ANSYS零阶及一阶优化方法进行相同结构的优化,对比优化性能,探究本文提出方法的可行性及优越性。本文最终构建了一种基于CQPSO和ANSYS的海上风机单桩基础结构优化方法,在实际应用过程中,本方法最终使原结构总体积降低了26.44%,优化效果较ANSYS零阶及一阶方法有显著提升。