Автоматизоване проектування вітроенергетичних установок з вертикальною віссю обертання ротора

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.13.12 – Системи автоматизації проектувальних робіт. – Національний авіаційний університет, Київ, 2017. Дисертацію присвячено подальшому розвитку теорії автоматизованого проектування вітроенергетичних установок з вертикальною віссю обертання ротора. Обґрунтовано необхідність проектування вітроенергетичних установок з вертикальною віссю обертання комбінованого ротора, що забезпечує їх роботу в середовищі слабких вітрів, характерному для більшості території України. Визначено найбільш загальну декомпозицію задачі проектування ВЕУ. У зв’язку з тим, що система ВЕУ описується дуже великою кількістю змінних параметрів, що ускладнює обчислення критеріїв і функціональних обмежень, то задача проектування ВЕУ розбивається на етапи шляхом уведення ієрархії проектного опису по рівнях деталізації. Таким чином, розв’язання загальної задачі оптимального проектування ВЕУ подається як процес послідовного розв’язання локальних взаємозалежних задач оптимізації, які розташовані на різних рівнях ієрархії: вибір типів розгінних та основних роторів, визначення кількості розгінних роторів та місць їх розміщення по відношенню до основного, визначення кількості лопатей розгінних і основного роторів, оптимальний вибір профілів лопатей розгінних і основного роторів, оптимальний вибір конструкції лопатей з визначенням оптимального композитного матеріалу, із якого вироблено лопать, визначення оптимальних геометричних параметрів комбінованого ротора на основі використання математичних моделей аеродинаміки та міцності і множини обґрунтованих критеріїв з урахуванням обмежень та розв’язання задачі багатокрите-ріальної оптимізації. Показано, що з метою зниження витрат доцільно розробляти інтегровані САПР, частково використовуючи вже існуючі системи проек-тування , на основі застосування запропонованого метода інтеграції. На основі розробленого програмного забезпечення спроектовано ВЕУ з комбінованим ротором та проведено її випробування у віртуальній аеродинамічній трубі.