Overordnede kursusmål
Optimering bliver i stigende grad brugt i design af avancerede,
højtydende og lette komponenter og strukturer. Eksempler på dette
omfatter vindmøller, fly, landkøretøjer, marine- og rumfartøjer.
Numeriske optimeringsalgoritmer anvendes rutinemæssigt til at
bestemme den optimale kombination af geometri, materialeegenskaber
og topologi, der maksimerer ydeevnen af forskellige komponenter.
Kurset giver den studerende indblik i hvordan man anvender numerisk
designoptimering til design af komponenter inden for vindenergi.
Den studerende får mulighed for at udforske strukturelt rotor
design med komposit materialer, rotor aerodynamisk design eller
design af stål støtte struktur til vindmøller. Kurset tilbyder
analysekode til hvert enkelt af disse problemer. Erfaringen fra
kurset er også anvendeligt som en introduktion til design
optimering af komplekse komponenter og strukturer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Formuler et optimalt designproblem, dvs. identificer
designvariablerne og den tilsvarende parameteriseringsteknik, vælg
passende begrænsninger og objektive funktioner
- Udfør følsomhedsanalyse af de foreslåede problemer
- Estimer den optimale konfiguration af en vindmølles rotorvinge
eller støttestruktur ved hjælp af nogle forenklede antagelser og
grundlæggende belastningstilfælde
- Beregningskritiske begrænsninger for designproblemer
- Løse aerodynamiske/strukturelle numeriske optimeringsproblemer
og udføre følsomhedsanalyse ved hjælp af optimerings-algoritmer og
-teknikker
- Udfør relevante ingeniørdesignstudier ved hjælp af numerisk
optimering
- Fortolke og analysere resultaterne fra
optimeringsprocessen
- Skrive tekniske rapporter, der beskriver det arbejde, der er
udført gennem hele forløbet
Kursusindhold
Kurset er fokuseret på den praktiske anvendelse af numerisk
optimering til at løse almindelige vindmølledesignproblemer. Meget
af indholdet er dog stadig relevant for andre områder. Kurset vil
byde på forelæsninger om følgende emner:
- Komponentoptimering med fokus på relevante problemformuleringer.
- Optimeringsteori og algoritmer til ikke-lineær optimering.
- En kort gennemgang af aerodynamiske og strukturelle
analysemetoder, ved brug af metoder, der typisk anvendes i
industrielt design
- Overblik over den iterative proces, der ligger til grund for
designoptimering af vindmøllekomponenter.
- Bestemmelse af de designmæssige drivende begrænsninger og dets
sammenhæng med de forskellige fænomener, der observeres i
vindmøllekomponenter.
Kurset er bygget op omkring 3 projekter. Den studerende vil have
mulighed for at fokusere på 1 af 3 designproblemer:
1) Strukturelt vindmøllerotor design med komposit materialer.
2) Aerodynamisk vindmøllerotor design.
3) Udformning af offshore-støttestruktur af vindmøllestål.
Efter godkendelse fra den kursusansvarlige vil studerende have
mulighed for at tage fat på deres eget designoptimeringsprojekt til
det afsluttende projekt.
Sidst opdateret
02. maj, 2024