Віртуальна наукова лабораторія «аеродинамічна труба» для дослідження втомної довговічності коренів лопатей вітрових турбін

Через швидке виснаження запасів вичерпних енергоресурсів та загострення екологічних криз, спричинених глобальним потеплінням, людство активно шукає альтернативи у вигляді відновлюваних джерел енергії. Вони не лише стають невід’ємною частиною сучасної енергетичної галузі, але й виступають основою для побудови стійкого майбутнього. Серед цих джерел особливу увагу привертає енергія вітру, яка є однією з найперспективніших як для держав із розвинутою економікою, так і для приватних інвесторів, зацікавлених у довготривалих «зелених» проєктах. Сучасні вітрогенератори стрімко зростають у розмірах, що дозволяє підвищити їхню ефективність. Проте це також створює нові виклики. Лопаті, які є основними компонентами для перетворення енергії вітру в електричну, зазнають постійних циклічних, тобто змінних у часі, механічних навантажень та перебувають під впливом агресивного зовнішнього середовища. Надійність та ефективність роботи вітрових турбін значною мірою залежить від неперервного моніторингу та аналізу їхнього стану, а також прогнозування втомної довговічності компонентів, які є найбільш критичними та зазнають найбільших навантажень. У статті досліджено процеси підготовки вхідних даних для програмних продуктів симулятор турбулентного вітру та відкрите програмне забезпечення для моделювання втоми матеріалів, аеродинаміки, конструкцій та турбулентності, які використовуються в моделі прогнозування втомної довговічності коренів лопатей вітрової турбіни, що використовує метод дощового потоку та гіпотезу лінійного накопичення пошкоджень Пальмгрена-Майнера. Запропоновано метод та програмну модель автоматизації створення конфігураційних файлів для забезпечення точності та коректності моделювання при мінімізації впливу людського фактору на підготовку вхідних даних. Логіку її роботи проілюстровано за допомогою UML- діаграми послідовності. Результати мають високу практичну цінність, оскільки запропонований метод дозволяє зменшити часові затрати та підвищити точність моделювання.