NREL使用VABS软件进行复杂的风力涡轮机叶片仿真

复合建模软件提供商AnalySwift宣布，美国能源部的国家可再生能源实验室(NREL)在最近的两个项目中使用了其VABS叶片模拟工具。该软件用于生成准确的刀片属性。

现代风力涡轮机叶片可以是100米或更长，具有数十层单独的先进复合材料层。在计算机模型中表示这些刀片需要数十亿的自由度才能准确捕获所有工程属性，从而压倒可用的计算资源。30年前，美国陆军意识到航空航天业面临类似挑战，开始资助开发一种名为VABS的软件技术，以模拟复合材料直升机旋翼叶片。该软件随着时间的推移而成熟，通过使用简单的工程梁理论对非常复杂的叶片进行建模，可以有效、准确地计算复合材料转子叶片的所有属性。使用VABS，工程师们能够自信地评估现有复合材料叶片的性能，并根据所需行为设计叶片，

在其工作流程中配备了AnalySwift的VABS软件，NREL研究将得到对即使是最复杂的风力涡轮机叶片的工程特性的精确建模的支持。目前在NREL中使用VABS得到两个项目的支持：大气到电子高保真建模(HFM)项目和大自适应转子(BAR)项目。

NREL的HFM项目旨在使用高性能计算在适当的时间和空间尺度上理解和准确建模基础物理，以预测复杂、快速变化的风电场流入量、风电场内的复杂流动以及单个涡轮机的响应和风力发电厂整体向流动。

BAR项目的目标是通过高度灵活的叶片的创新设计，最大限度地发挥大型转子的优势及其增加能量产生的潜力。

VABS软件程序帮助NREL的研究人员为在上述项目中设计和使用的具有预弯曲和扭曲的现代风力涡轮机叶片生成横截面刚度和质量特性。通过VABS计算的属性被BeamDyn用作输入，BeamDyn是一种基于几何精确梁理论(GEBT)的非线性有限元梁模型。BeamDyn是NREL的首选叶片建模工具，用于涡轮机仿真与高保真计算流体动力学相结合。

NREL最近的工作重点是通过将诸如叶片位移和旋转等感兴趣的数量与已解析的非线性壳有限元模型进行比较，来验证BeamDyn对具有弯扭耦合的长而灵活的叶片(弯曲和直线)的验证。

根据NREL，考虑验证的用例之一是15兆瓦海上参考风力涡轮机设计。根据叶片的复合叠层定义，NREL的研究人员使用VABS计算沿叶片轴线的横截面的叶片梁刚度和质量属性。

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