[00035473]大型風力機設計技術

一、 成果簡介 大規模風能利用是實現我國可持續發展能源戰略和環境保護必不可少的途徑和重要手段。通過引 進國外風力機機型和生產許可及其機型改進，我國風電裝機容量實現了快速增加，從2010年至今我 國風電新增裝機容量和累計裝機容量均穩居世界第一位。但是，風電的核心設計技術始終被國外所壟 斷，我國自主創新能力薄弱，缺乏擁有完全自主知識產權的大型風力機關鍵設計技術，嚴重制約了我 國從風電大國走向風電強國。本研究團隊在國家973計劃、國家科技支撐計劃和國家自然科學基金等 項目的支撐下，圍繞大型風力機設計所需解決的空氣動力學、結構動力學和多目標優化等關鍵問題， 開展了多學科綜合研究和技術集成。經過十五年的潛心研究，不僅打破了大型風力機關鍵技術長期依 賴國外進口的局面，引領了我國具有自主知識產權的大型風力機設計關鍵技術的發展，而且產品成功 打入歐美市場。二、 創新點 1.建立了準確的大型風力機流場結構模型、氣動載荷模型和高精度高效數值仿真方法，突破了大 型風力機三維旋轉和非定?？諝鈩恿W耦合特性準確預測的難題，實現了復雜風況和極端環境下大型 風力機氣動設計中非定常載荷的準確評估。 2.突破了大型風力機整機氣動彈性CFD/CSD時域緊耦合計算技術，建立了在復雜載荷作用下的 大型風力機多柔-剛體氣彈穩定性和結構動態響應數值分析方法。揭示了復雜環境下大型風力機結構 動態特性、風振耦合和失效機理，解決了大型風力機非線性大變形的氣彈設計難題■ 3.針對風力機設計中的多目標、多約束和多變量優化等傳統難題，建立了高效的多學科耦合優化 算法，開發了風力機整機動力學高精度耦合分析和多學科一體化設計方法，突破了國外的技術壟斷， 形成了具有自主知識產權的風力機設計和評估軟件，是針對風力機仿真、設計、校核的全流程軟件平臺。三、 知識產權 1.成果“大型風力機設計關鍵技術研究及應用*、大型風力機風洞試驗與評估技術及應用于 2018年和2019年分別獲得江蘇省科學技術獎一等獎和四川省科技進步一等獎。 2.授權國家發明專利31項、軟件著作權11項，發表SCI論文30篇、EI論文51篇，出版專著5部。四、 應用知域及市場前景 成果巳在我國近40家風電企業應用，研發產品應用于60余個風電場，體現了當代風力機設計研 究的前沿進展，以胡文瑞院士為主任、前世界風能協會主席賀德馨研究員為副主任的專家委員會評價 本成果總體上達到國際先進水平，部分達到國際領先水平。