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dc.contributor.author
Albanesi, Alejandro Eduardo
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dc.contributor.author
Peralta, Ignacio
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dc.contributor.author
Bre, Facundo
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dc.contributor.author
Storti, Bruno Alberto
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dc.contributor.author
Fachinotti, Victor Daniel
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dc.date.available
2021-09-10T18:55:07Z
dc.date.issued
2020-08
dc.identifier.citation
Albanesi, Alejandro Eduardo; Peralta, Ignacio; Bre, Facundo; Storti, Bruno Alberto; Fachinotti, Victor Daniel; An optimization method based on the evolutionary and topology approaches to reduce the mass of composite wind turbine blades; Springer; Structural and Multidisciplinary Optimization; 62; 2; 8-2020; 619-643
dc.identifier.issn
1615-147X
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/140136
dc.description.abstract
The design of large and lightweight wind turbines is a current challenge in the wind energy industry. In this context, this work aims to present a novel methodology to reduce the mass of composite wind turbine blades by combining evolutionary and topology optimization schemes in a staggered mode. First, the optimal laminate layout in the outer shell skin of the blade is determined by using genetic algorithms and by assuming that the shear webs are fully dense. Considering this optimized shell skin, the material is removed from the shear webs by using topology optimization. In both cases, the blade is assumed to be subjected to an extreme load scenario, with constraints on the tip displacement, the stresses, the natural vibration frequencies, and buckling phenomena. As an extra feature, the methodology integrates the inverse finite element method to recover the aerodynamically efficient shape of the blade when it is working in normal load scenario as well as to increase the tower clearance safety margin under the extreme load scenario. To illustrate the performance of the methodology, the design of a 28.5-m composite blade is presented. Results show mass savings of up to 23% and a significant increase of the tower clearance safety margin. Furthermore, it is observed that after the classical genetic optimization of the shell skin, there is still margin to achieve additional mass savings via topology optimization of the shear webs without compromising the structural response of the blade.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Springer
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
COMPOSITE MATERIAL LAYOUT
dc.subject
GENETIC ALGORTIHMS
dc.subject
INVERSE FINITE ELEMENT METHOD
dc.subject
TOPOLOGY OPTIMIZATION
dc.subject
WIND TURBINE BLADES
dc.subject.classification
Mecánica Aplicada
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dc.subject.classification
Ingeniería Mecánica
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.subject.classification
Compuestos
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Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
An optimization method based on the evolutionary and topology approaches to reduce the mass of composite wind turbine blades
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2021-08-25T19:45:07Z
dc.journal.volume
62
dc.journal.number
2
dc.journal.pagination
619-643
dc.journal.pais
Alemania
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dc.journal.ciudad
Berlín
dc.description.fil
Fil: Albanesi, Alejandro Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Peralta, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Bre, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Storti, Bruno Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Fachinotti, Victor Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.journal.title
Structural and Multidisciplinary Optimization
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://link.springer.com/10.1007/s00158-020-02518-2
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1007/s00158-020-02518-2
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