[00035473]大型风力机设计技术

一、 成果简介 大规模风能利用是实现我国可持续发展能源战略和环境保护必不可少的途径和重要手段。通过引 进国外风力机机型和生产许可及其机型改进，我国风电装机容量实现了快速增加，从2010年至今我 国风电新增装机容量和累计装机容量均稳居世界第一位。但是，风电的核心设计技术始终被国外所垄 断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我 国从风电大国走向风电强国。本研究团队在国家973计划、国家科技支撑计划和国家自然科学基金等 项目的支撑下，围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题， 开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依 赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功 打入欧美市场。二、 创新点 1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法，突破了大 型风力机三维旋转和非定常空气动力学耦合特性准确预测的难题，实现了复杂风况和极端环境下大型 风力机气动设计中非定常载荷的准确评估。 2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术，建立了在复杂载荷作用下的 大型风力机多柔-刚体气弹稳定性和结构动态响应数值分析方法。揭示了复杂环境下大型风力机结构 动态特性、风振耦合和失效机理，解决了大型风力机非线性大变形的气弹设计难题■ 3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化 算法，开发了风力机整机动力学高精度耦合分析和多学科一体化设计方法，突破了国外的技术垄断， 形成了具有自主知识产权的风力机设计和评估软件，是针对风力机仿真、设计、校核的全流程软件平台。三、 知识产权 1.成果“大型风力机设计关键技术研究及应用*、大型风力机风洞试验与评估技术及应用于 2018年和2019年分别获得江苏省科学技术奖一等奖和四川省科技进步一等奖。 2.授权国家发明专利31项、软件著作权11项，发表SCI论文30篇、EI论文51篇，出版专著5部。四、 应用知域及市场前景 成果巳在我国近40家风电企业应用，研发产品应用于60余个风电场，体现了当代风力机设计研 究的前沿进展，以胡文瑞院士为主任、前世界风能协会主席贺德馨研究员为副主任的专家委员会评价 本成果总体上达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。