Strukturel analyse og designoptimering af vindmøllevinger

• Beskrive et optimalt designproblem, f.eks. identificering af designvariabler og tilhørende parameterteknik, vælge passende bibetingelser og objektfunktioner
• Foretage sensitivitetsanalyse for de beskrevne problemer
• Estimere de optimale strukturelle egenskaber af en vindmøllerotor ved hjælp af en række forenklede antagelser og grundlæggende lasteksempler
• Beregne vingens lokale (spænding og tøjning samt tjekke for kompositbrud) og globale (vingetip flytning og vinge-egenfrekvenser) strukturelle reaktion baseret på realistiske belastningseksempler
• Løse strukturelle optimeringsproblemer numerisk og udføre sensitivitetsanalyse ved hjælp af udvalgte optimerings alogritmer og -teknikker
• Udføre optimalt strukturelt desing af laminerede kompositvindmøllevinger ved hjælp af moderne og robuste optimeringsalgoritmer og strukturelanalytiske værktøjer
• Fortolke og analysere resultaterne fra optimeringsprocessen
• Udarbejde skriftelige tekniske rapporter, der beskriver det udførte arbejde under kurset

En kort introduktion til optimering og strukturelle analysemetoder relevante for en lang række strukturer og materialer. Kurset fokuserer primært på den praktiske anvendelse af disse designoptimeringsmetoder af vindmøllevinger. Designet er baseret på robust og gennemprøvet software til optimering og strukturanalyse.

Kurset dækker følgende emner:

– Strukturel optimering med fokus på relevante problemformuleringer.

– Optimeringsteori og optimeringsalgoritmer for ikkelineær optimering.

– Strukturel analyse af en vindmøllevinge ved hjælp af finite elementmetoden – fra henholdsvis brugerens og udviklerens perspektiv.

– Overblik over den gentagne proces, der ligger til grund for designoptimering af vindmøllevinger med særlig fokus på det strukturelle design.

– Bestemmelse af designdrivende lasteksempler og forholdet til de forskellige svigtfænomener, der er observeret i vindmøllevinger.

Forståelse for og anvendelse af de ovennævnte emner vil blive tilegnet gennem projekter, hvor særlige strukturelle analyseværktøjer og optimeringsalgoritmer anvendes i det strukturelle design af vindmøllevinger.

“46411 – Design af store komposit konstruktioner” anbefales. Alternativt erfaring med strukturel analyse af (komposit)strukturer fra andre kurser. Erfaring med programmering i Matlab eller andre sprog forventes. Kendskab til numeriske beregninger forventes. Relevante kurser er for eksempel “02632/02632 – Introduktion til programmering og databehandling” eller “02637 – Videregående Matlab programmering”.

Forelæsninger, øvelser, samt individuelt projektarbejde.