基于多目标遗传算法的海上铰接式风力机塔架结构参数优化

作     者：章培 唐友刚 李焱 王永洪 黄竹 刘汇海 Zhang Pei;Tang Yougang;Li Yan;Wang Yonghong;Huang Zhu;Liu Huihai

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300354 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300354 天津大学建筑工程学院天津300354 青岛理工大学土木工程学院青岛266520 

基　　金：国家自然科学基金(51879188,52001230) 中国博士后科学基金(2021T140506) 天津市自然科学基金(21JCQNJC00330) 上海交通大学海洋工程国家重点实验室(GKZD010081) 

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

年 卷 期：2023年第44卷第8期

页      码：460-466页

摘      要：针对海上铰接式基础风力机的塔架结构,通过分析其复杂环境下的力学性能及结构间耦合作用关系,构建塔架多目标优化数学模型,采用一种基于空间参考点的非支配排序多目标遗传算法对塔架结构参数进行优化设计研究,基于所得到的Pareto解建立模糊评价指标并开展优化参数的敏感性分析,得到满足不同优化指标下的最优解方案。计算结果表明:额定风速海况下,塔架结构最大等效应力、塔顶位移及屈曲安全系数均满足安全作业许可,同时相比于NREL 5 MW原型塔架结构,塔架质量减轻了13.41%,有效减小了建造成本;等效应力也大幅减小13.79%,塔顶位移增加了3.36%,但仍远小于安全偏移量,满足设计需求;塔架屈曲安全系数为0.05远小于1,满足屈曲稳定性要求;同时塔架弯曲振动的固有频率不在叶片风轮旋转的1P和3P范围内,避免与结构发生共振,基于多目标优化所设计的塔架结构无论是结构性能还是制作成本都得到显著改善。

主 题 词：海上风力机 塔架 多目标优化 遗传算法 敏感性分析 模糊评价 铰接式风力机 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080703[080703] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0837[0837] 0813[工学-化工与制药类] 

核心收录：

D　O　I：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2022-0630

馆 藏 号：203123305...