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基于頻率控制的多約束風電塔優化方法

2016-12-08 03:01:14東,東,
大連理工大學學報 2016年6期
關鍵詞:優化設計

程 耿 東, 徐 向 東, 劉 曉 峰

( 1.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室, 遼寧 大連 116024;2.北京金風科創風電設備有限公司, 北京 100176 )

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基于頻率控制的多約束風電塔優化方法

程 耿 東*1, 徐 向 東1, 劉 曉 峰2

( 1.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室, 遼寧 大連 116024;2.北京金風科創風電設備有限公司, 北京 100176 )

提出了基于頻率控制的多約束單管型風電塔優化方法.塔架簡化成懸臂梁結構,其橫截面參數作為設計變量,以最小化材料體積為目標函數,按照將塔架設計成剛-剛或剛-柔或柔-柔不同類型的要求設定塔架的固有頻率約束,采用專業軟件Bladed計算風荷載,按照風電塔規范考慮強度、穩定性和疲勞等約束,這使得優化結構更符合實際設計.考慮到采用Bladed荷載計算工作量很大,整個優化過程分為幾個階段,在每個階段的開始,以前一個階段的優化設計作為初始設計,并重新計算結構荷載,在該階段內于固定荷載下用移動漸近線法(MMA)求解優化問題改進設計,所需的固有頻率、強度及疲勞約束靈敏度采用解析法獲得.對一現有塔架進行優化以說明方法的有效性.根據塔架固有頻率和風機工作轉速之間的關系,發展了高風電塔的分類.在此基礎上,結合提出的優化方法,可以幫助設計者判定在指定高度和機型下哪種類型塔架更合適,為塔架概念設計提供有價值的參考.

風電塔;優化設計;多約束

0 引 言

隨著世界經濟的快速發展,能源危機和環……

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