原文信息：
Multi-objective optimization design for a 15 MW semisubmersible floating offshore wind turbine using evolutionary algorithm
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924019160
Highlights
开发了针对15 MW漂浮式海上风机下部结构和系泊系统的用钢量和运动性能的多目标优化设计体系。
优化体系集成了静平衡分析以考虑FOWT的风浪耦合工况。
将3个主自由度的运动RAO峰值间的同步交互影响考虑到优化流程中。
建立了具有动态更新与实时交互能力的浮式基础和系泊系统的参数化模型。
使用时域耦合仿真验证了多目标优化体系的可靠性。
Research gap
针对漂浮式海上风机的浮式基础和系泊系统概念的设计周期较长，成本冗余度较高的问题，开发了针对成本和运动性能的智能多目标优化体系。
Abstract
This paper introduces a framework designed to optimize the configuration of a 15 MW floating offshore wind turbine (FOWT) with a focus on the cost. The proposed framework employs a multi-objective evolutionary algorithm, integrating frequency domain (FD) simulations with equilibrium analysis to assess the responses of the floating platform and its mooring system. The objective function of the optimization includes the steel structural mass of the floating platform, the pitch heeling angle, and the motion response amplitude operator (RAO) peak as determined by the FD simulation. Constraints pertinent to these objective functions, alongside the safety of the mooring system and the dynamic response and parameter settings of the FOWT, are meticulously enforced. The resulting optimized designs exhibit substantial improvements in the steel structural mass and pitch heeling angle compare to the initial design parameters. The reliability of this optimization framework is corroborated through time domain (TD) simulations, which elucidate the effects of the pitch heel angle and motion RAO peaks on the time domain response of the optimized structures. These insights offer reference for the future optimization of floating platforms and mooring systems in the realm of offshore wind energy.
Keywords：
Floating offshore wind turbine 漂浮式海上风机
Optimization 优化
Muti-objective 多目标
15 MW wind turbine 15 MW 风机
Floating platform 浮式平台
Mooring system 系泊系统
Graphics
图1 基于进化算法的漂浮式风机多目标优化流程
图2 漂浮式海上风机参数化建模流程
图3 优化目标函数间的帕累托分布与最优化合集结构参数离散分布
团队介绍
本研究由大连理工大学、水电水利规划设计总院、英国University of Strathclyde、英国The University of Edinburgh的研究人员共同完成。
通信作者简介：
施伟，教授、大连理工大学博士生导师，辽宁省青年拔尖人才、大连理工大学“星海青千”人才、中国可再生能源学会优秀青年科技人才，智慧海洋可再生能源开发创新团队骨干教师。担任中国钢结构协会风电分会理事、海洋工程国际会议 ISOPE 技术委员会委员(TPC)，SCI期刊 Frontiers in Energy Research 副主编，Journal of Modern Green Energy、China Ocean Engineering、Sustainable Horizon青年编委。主要从事复杂海洋环境下海上风机结构设计、一体化分析及安全评价等方面研究，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、辽宁省自然科学基金等项目20余项，出版我国首部漂浮式海上风电专著，发表SCI论文90余篇，其中ESI高被引论文9篇，热点论文1篇，Google scholar被引⽤总计3211次，H因⼦为32，⼊选2024年世界前2%顶尖科学家榜单，授权美国专利9项、中国发明专利38项，获中国钢结构协会科技进步⼀等奖、中国海洋咨询协会海洋⼯程科技进步奖⼀等奖等省部级奖励7项。
第一作者简介：
王家之，博士生，大连理工大学，从事大型漂浮式海上风机的多目标优化设计研究，参与大型漂浮式海上风机基础多学科优化设计研究项目、华能浮式风机缩比水池试验项目的研究工作，授权发明专利2项，实用新型专利5项。
关于Applied Energy
本期小编：董增澳 ；审核人：施伟
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