风力发电有限元分析

2016-11-01 11:12:38 whchedu 4

人类历史上很早就开始利用风能,通过风车来抽水、磨面,极大的节省了人力。进入科学技术大发展的二十世纪,人类开始利用风来产生电力,极大的扩展了风能的利用范围。现在清洁的风电已经成为全球广泛发展的绿色新能源中的一只重要力量,在未来拥有不可估量的发展潜力和广阔的市场前景。

为了不断提高风电效率,降低发电成本,人类将大量高新科技技术应用于风力发电设备,使其成为了一个技术含量非常高的产品,其研发过程充满了挑战。当下,风电技术正朝着大功率、高可靠性、风场大规模、海上风电、永磁、直驱、新型复合材料叶片、智能控制等方向迅速发展,其中涉及到大量专业的计算机仿真领域,为仿真的应用提供了广阔的空间:

结构强度问题:叶片、机架、塔架强度、变形;螺栓组接触等;塔架稳定性;地震危害分析;

结构疲劳问题:结构在变化风载下的寿命设计;设计寿命下的可靠性等;

流场分析:风场选址;叶片流型及机架外壳流线型优化;

电磁分析:电机磁场分析等。

1、 风力发电领域相关应用

  • 风力发电机组强度、振动分析

  • 风力发电机组疲劳寿命分析

  • 风力发电机组流体力学分析

  • 风力发电机组热管理系统

  • 风力发电机组电磁及多物理场分析

  • 风力发电机组零部件制造工艺仿真 

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叶片模型及叶片应力云图

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机架疲劳寿命云图     

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某螺栓组寿命云图

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叶片流体分析

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 叶片流体域

2、风力发电机组相关仿真软件模块

几何建模:ANSYS DesignModeler、ANSYS SpaceClaim

叶片复合材料处理:ANSYS ACP

结构仿真分析:ANSYS Mechanical

疲劳寿命分析:ANSYS nCode DesignLife

流体仿真分析:Ansys CFX、Fluent、ICEM CFD

海洋风电水动力学分析:ANSYS AQWA

旋转电机设计专家:RMxprt

电磁场仿真分析:ANSYS Maxwell2D/3D

机电系统设计:ANSYS Simplorer

多物理场耦合分析:ANSYS Multiphysics/ANSYS AIM

变频器等电气设备热设计:ANSYS ICEPAK

设计优化分析:ANSYS DesignXplorer

设计优化、可靠性和鲁棒性分析:OptiSLang

多学科优化和拓扑优化:VR&D Gensis

液压控制分析:HypNeu

锻造成形及热处理仿真:Deform

铸造成形仿真:NovaCast

作业调度与高性能计算:PERA.Grid、ANSYS HPC

协同仿真环境及仿真流程与数据管理:ANSYS WorkBench、EKM