Richtung der Evolution von Vertikalachsen-Windturbinen unter Verwendung von Supershapes

Wir haben kürzlich eine erste Studie zu evolutionären Algorithmen vorgestellt, die zur Gestaltung von Vertikalachsen-Windturbinen (VAWTs) verwendet werden, bei der die Prototypen unter von einem Ventilator erzeugten Windbedingungen bewertet werden, nachdem sie physisch von einem 3D-Drucker erstellt wurden. Das heißt, im Gegensatz zu anderen Ansätzen wie Simulationen der Computational Fluid Dynamics werden keine mathematischen Formulierungen verwendet und es werden keine Modellannahmen getroffen. Allerdings hat die verwendete Darstellung die Bandbreite der erforschten Morphologien erheblich eingeschränkt. In diesem Papier präsentieren wir erste Erkundungen zur Verwendung einer einfachen generativen Kodierung, bekannt als Gielis-Superformel, die eine hochflexible 3D-Formdarstellung zur Gestaltung von VAWTs erzeugt. Zuerst wird die zielbasierte Evolution von 3D-Artefakten untersucht und anschließend werden erste Entwurfsversuche durchgeführt, bei denen jeder VAWT-Kandidat physisch erstellt und unter von einem Ventilator erzeugten Windbedingungen bewertet wird. Es wird gezeigt, dass es möglich ist, sehr genau passende Entwürfe einer Reihe von 3D-Objekten durch die Evolution von Supershapes, die von der Gielis-Superformel erzeugt wurden, zu produzieren. Darüber hinaus wird gezeigt, dass es möglich ist, künstliche physikalische Evolution zu verwenden, um neuartige und zunehmend effiziente Supershape-VAWT-Entwürfe zu identifizieren.