风电知识 | 风力发电机组设计和仿真开源软件FAST/OpenFAST

FAST（Fatigue, Aerodynamics, Structures, and Turbulence）是一款开源软件，用于风力涡轮机设计。FAST是由美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory, NREL）开发的一款软件，旨在模拟风力涡轮机的动态响应以及在各种环境条件下的性能表现。

FAST的主要功能包括：

考虑涡轮机结构和气动特性的多体动力学仿真：FAST通过解决刚性和柔性多体动力学方程，可以对风力涡轮机的结构、气动、控制系统和机械系统进行仿真和分析。

疲劳分析：通过对风力涡轮机长时间运行过程中的载荷波动进行分析，FAST可以评估涡轮机各部件的疲劳寿命。

控制系统设计与优化：FAST支持用户自定义控制算法，以便设计和优化风力涡轮机的控制系统，以提高性能和可靠性。

风场环境模拟：FAST可以生成风场数据，包括湍流、风切变和塔影效应等，以模拟实际运行环境对风力涡轮机性能的影响。

系统集成：FAST可以与其他仿真软件集成，例如用于气动性能分析的CFD（计算流体动力学）软件。

由于FAST是开源的，用户可以根据需求修改和扩展其功能。这使得FAST成为了风能研究和工程界的重要工具，广泛应用于风力涡轮机设计、优化和分析。

OpenFAST是FAST软件的新版本。

OpenFAST是一个模块化的开源风力涡轮机仿真工具，由美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）开发。OpenFAST继承了FAST的核心功能，并进行了改进和扩展，使得在风力涡轮机设计和分析过程中更加灵活和高效。

OpenFAST的主要特点和优势包括：

模块化设计：OpenFAST采用模块化设计，使得各个组件可以独立进行开发和维护。这有助于提高软件的可扩展性和易用性。

更广泛的应用范围：OpenFAST不仅支持地面和海上固定底座风力涡轮机的仿真，还扩展了对浮式海上风力涡轮机的支持。

更高的计算性能：OpenFAST进行了优化，以提高计算效率和仿真性能。

开放性和互操作性：OpenFAST的开源性质使得用户可以自由修改和扩展软件功能，同时支持与其他工程软件（如计算流体动力学和结构分析软件）的集成。

活跃的社区支持：OpenFAST有一个活跃的开发和用户社区，提供技术支持和软件更新。

因此，OpenFAST是FAST的新版本，为风能行业提供了一个强大的、开源的风力涡轮机设计和分析工具。