Ein generativer Designansatz zur dynamischen Optimierung von Multi-MW Offshore-Direktantriebs-Windturbinen-Stromgenerator-Unterstützungsstrukturen unter Verwendung von Modalanalysen

Generative Designtechniken zusammen mit der schnellen Entwicklung der additive Fertigung repräsentieren eine Revolution im Bereich der strukturellen Optimierungsprozesse. In dieser Studie wurde eine statische Struktur- und Modalanalyse integriert, um einen multiobjektiven generativen Designoptimierungsprozess für eine 3-MW-Direktantriebs-Offshore-Windturbinen-Stromgenerator-Rotorstruktur voranzutreiben. Dieser neuartige Optimierungsansatz implementiert einen automatisierten Eignungsprozess, der eine statische Struktur- und Modalanalyse als Eingabe für den Optimierungsstrategiealgorithmus umfasst und die Erkundung einer breiten Palette von nicht-konventionellen Topologien ermöglicht. Im Vergleich zur einfachen Generatorrotorscheibe erzielten die Ergebnisse, die mit dieser innovativen Methode erzielt wurden, eine Gewichtsreduktion von über 7 % und eine Erhöhung des operativen Bereichs des Generators um 39 % mit dem entsprechenden Wachstum der Energiegewinnungsfähigkeit der Windturbine. Darüber hinaus generiert dieser Ansatz eine große Menge an Struktur-Analyseinformationen, die in der frühen Phase der Entwicklung groß angelegter Projekte für ein kosteneffektives Konzept entscheidend sind.