柔软的

小型风力机的软研究。本文提出了一种用于垂直轴流轮机(VAFT)全自动设计的并行计算框架。VAFT的仿真、优化设计、制造和测试(软件)集成到一个硬件/软件环境中,该环境可以容纳在一个小的办公空间中。四步设计回路的组成如下:采用并行CFD算法直接模拟流固耦合问题。从计算中,我们得到了在转子轴上给定摩擦系数和平均流速下的转矩和平均转速。我们的目标是最大限度地利用风车,从而达到最高的转速。优化:我们用遗传算法和/或表面响应优化叶片截面形状。目标函数(平均转速)的评估相当于直接模拟Navier-Stokes流与旋转涡轮的相互作用,直到达到静止状态。因为这个模拟是计算密集型的,我们使用一种令人难堪的并行算法将不同形状(基因或参数组合)的目标函数的评估分布在计算机网络上。制造:优化过程在所选的设计空间中产生一个假定的最佳形状。这个形状被发送到一个3-D打印机,它可以制造出真正的涡轮机。该涡轮机的安装应确保其可以轻松地安装在配备有交流发电机/发电机的标准底座上。测试:风车在小型风洞中进行测试。测量了电机的输出功率,摄像机可以通过风洞的透明壁直接监控风车的旋转。计算机系统可以分析这些信息,并与仿真结果进行比较。图1给出了软件概念的图形化概述