Integrazione di modelli ad elementi finiti in una procedura di ottimizzazione aeroelastica per pale di aerogeneratore

In questo lavoro si mostra come è possibile integrare strumenti sofisticati per la modellazione automatizzata CAD (Computer-Aided Design) e l'analisi a elementi finiti (FEM, Finite Element Model) in una procedura di ottimizzazione aeroelastica per pale di aerogeneratori. Vengono quindi sviluppati degli strumenti in grado di generare diversi modelli a elementi finiti con differenti complessità, compatibili con i cicli di raffinamento necessari nelle fasi di progetto. L'obbiettivo non è solo l'indubbia utilità pratica di questo strumento, capace di ridurre notevolmente i tempi tra iterazioni di progetto, ma anche e sopratutto i vantaggi che questo può dare nell'ambito di una procedura di ottimizzazione. Il codice sviluppato, infatti, è pensato per essere parte integrante dell'ottimizzatore aero-servo-elastico per turbine eoliche, realizzato e attualmente in uso presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Milano dal gruppo di ricerca PoliWind. Questi strumenti vengono applicati nel progetto di una pala reale di 45 metri, attualmente in fase di certificazione e realizzazione. Si mostrerà la necessità di includere nel ciclo di ottimizzazione i risultati ottenuti da analisi su modelli FEM dettagliati e l'importanza di avere uno strumento capace di generare questi modelli senza l'intervento dell'utente. Il modellatore sviluppato, quindi, non deve essere visto come uno strumento a sé stante di verifica finale di un progetto, bensì come parte attiva del progetto stesso. Considerando i risultati delle analisi sulla pala test, nella parte conclusiva della tesi viene fatta una chiusura del ciclo di ottimizzazione ed è dimostrata l'efficacia dell'integrazione dello strumento di modellazione con quello di ottimizzazione.