Optimal design workflows bruges oftere og oftere ved design af komplicerede letvægtsstrukturer, som f.eks. vindmøllevinger, fly, landfartøjer og i skibs- og rumindustrien. Numeriske optimeringsalgoritmer bruges ofte ved bestemmelse af den optimale kombination mellem materialer og strukturel topologi under hensyntagen til strukturens funktion.

Formålet med dette kursus er, at give de studerende erfaring inden for strukturel analyse og designoptimering af vindmøllevinger. Denne viden er ligeledes relevant ved design af andre store og komplekse kompositstrukturer. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• 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. 29. april, 2021