海上风电机组多导管架拓扑优化方法

作     者：张承婉 张锦华 龙凯 陆飞宇 陶涛 Zhang Chengwan;Zhang Jinhua;Long Kai;Lu Feiyu;Tao Tao

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京102206 北京工业大学材料与制造学部北京100124 南方电网电力科技股份有限公司广州510080 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第6期

页      面：495-500页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目“10兆瓦级深远海漂浮式风电机组关键技术与装备”(2022YFB4201300) 广东省基础与应用基础研究基金海上风电联合基金(2022A1515240057) 华能集团海上风电与智慧能源系统科技专项(HNKJ20-H88-01) 

主　　题：海上风电机组 结构优化 多目标优化 最大位移 

摘      要：为实现海上风电机组多导管架结构概念设计,对某型5 MW多导管架结构进行模态分析、整机载荷计算与极限工况下的刚强度分析。根据受力特点,建立多导管架结构的多目标拓扑优化模型,通过最小尺寸约束抑制棋盘格现象并设置对称面约束,得到不同权因子下的拓扑优化结果。基于某一加权因子下拓扑优化结果,重新建立新型多导管架有限元模型,并进行载荷重分析。通过极限工况下的静动态分析结果对比可知,优化结构一阶固有频率略有提高,最大变形和应力均大幅降低。上述结果证明了提出的拓扑优化流程在海上风电机组多导管架设计中的可行性和优越性。