风电机组的模拟和优化在转子叶片的弯曲上也有所体现

Hyperworks Suite中所包含的Acusolve、RADIOSS、OptiStruct和MotionSolve工具可以对风电机组进行具体设计。

因为技术的发展，对现代风力设备的要求越来越高，转子叶片的直径也越来越大。因而研发这些风电机组的工程师们也必须对自己提出新的挑战。

比如巨大的位移和变形、非线性的材料特性以及取决于时间的空气流负荷，在设计中都必须作为影响因素加以考虑。为了确保做到这一点，需要有能够提供相应功率和可靠性的新型模拟方法和工具。Hyperworks Suite中所包含的Acusolve、RADIOSS、OptiStruct和MotionSolve等工具，可以为风电机组提供细节设计所需要的相应功率和可靠性。所有这些工具全都非常适合处理这类任务——从转子的空气动力学和空气弹性，到考虑波浪负荷情况下的近海风电机组的模拟，从大型转子叶片到复合材料制成的塔台建筑的优化和动力学调查。

对风力发电机叶片进行的多种物理模拟

在空气流动模拟（CFD分析）中越来越重要的是，能够对多种物理现象进行模拟。CFD软件传统上用来对大气层热对流和流体做出预言。

但目前这一领域中的最新研发，现在也可以对空气流动模拟中的其他物理效应做出描绘。首先是对设计风电机组具有重要意义的一个领域，即液体结构互动（FSI）。

比如在研发新材料制成的较长风力发电机叶片的过程中，越来越重要的是，要考虑到风力负荷下叶片的变形。这些条件向普通的传统结构分析提出了全新的挑战。为了用适当的方法完成这些任务，如今在对新设备的研发中最好是采用多物理定理，它可以把CFD分析同FEM-Solver或者同MKS（多体模拟）组合在一起。

对风力发电机的性能进行模拟

只有少数的CFD-Solver含有技术上的可能性，能对风力发电机的性能进行模拟，如AcuSolve中包含的FSI方案，可以通过两套集成的FSI方案对这种性能进行接近现实的模拟。第一组方案利用情态分析解决这项任务，到达转子叶片上的风力负荷（流体与叶片结构的互动），通过叶片的转动形成了多种不同的振动形式（情态上的固有模式）。由此形成的变形是这些固有模式叠加后的总和，所有耦合的流体结构计算都可以用AcuSolve计算出来，不必再使用其他的外来程序。

其所包含的另一项FSI方案主要用于大型（非线性）变形，其中含有在结合外部结构流体力学编码（例如RADIOSS）情况下取决于时间（瞬变）的分析。

近海风力发电机则提出了进一步的挑战。会产生这些挑战，是因为它们安装在打入海底深处的活动平台或活动塔架上。海洋潮流会造成涡流，涡流会导致平台桩管和平台本身的振动和运动，这会导致疲劳损伤或海床腐蚀。

在风能领域提供可靠的解决方案

研发石油平台时使用AcuSolves取得的经验用于软件中，这些经验也可以在风能领域提供可靠的解决方案。比如用AcuSolve可以对波浪运动和涡流造成的应力做出预判断，并可将其纳入到研发工作中。

在开发风力发电机时也证明，使用复合材料是有重要意义的。复合材料的组成几乎具有无穷无尽的可能性，比如通过改变层压塑料的切片，改变纤维的走向，改变材料或材料的层结构等。在如此大量的组合可能性当中，确定最合适并被证明是非常困难而耗时费力的。

为减轻重量对复合结构进行优化

利用传统的行动方式和优化方法几乎是不可能做到这一点的，因为它们不可能处理具有如此复杂性的事物。不过，使用功能强大的计算机辅助工程软件（CAE）比如OptiStruct，可以处理这些复杂的复合材料。Altair公司的OptiStruct可以用于复合材料的设计当中，从方案设计阶段到确定复合层的最佳结构。为了利用这种技术达到最佳效果，建议在研发过程中尽早使用这种方法。

利用OptiStruct可以编制设计方案，确定材料的款式设计，决定需要加强的部位。此外，这种方法还可以用于确定织物层形状，确定纤维走向以及确定层数和层序列。