作为技术密集型产品，风力涡轮机使用力学（空气动力学，结构力学，材料力学等），自动控制（机械控制，电气控制，液压控制等）和在设计过程中进行机械设计。电气工程，聚合物和液压材料等，是一个非常复杂的系统工程。
发过程可大致分为概念设计（计划设计），初步设计，详细的系统设计等，包括叶片设计选择，负载模拟计算，风轮设计，传动系统设计，偏航系统设计，车床设计，电气系统设计，安全与控制系统设计，防雷设计等。图1所示，风能制冷单元作为一个复杂的系统运行，并且每个子系统相互作用并耦合。
为创新设计的重要手段，CAE技术不仅被用作科学研究的手段，而且在生产实践中被广泛用作必不可少的工具。CAE技术是创新制造设计的核心技术。已被发达国家的各种类型，规模和行业的制造公司广泛使用，是一种创新且必不可少的设计和制造技术。前，CAE技术以及CAD和CAM技术已广泛用于风车制冷机组的设计中，以实现完整的三维数值设计和风力涡轮机完整特性的有限元分析。器，例如叶片和发电机的气动设计和分析。磁分析，各种结构构件的有限元分析（FEM），疲劳分析，模态分析，多体动力学建模和机器分析，以及整个机器的三维模型。用该技术，可以在设计阶段发现一些缺陷，并不断进行风能冷库的优化设计，使风能冷库更加在结构和设计方面都很完美。此，风能冷库主要部件的成功设计离不开有效的CAE仿真。先，风力发电的原理是从叶片吸收风能，将风能转换为风轮的机械能，然后将机械能转换为电能。过发电机。次，为了确保其设计的可靠性，有必要以合理的方式建立整个机器的机械模型，并模拟风能存储单元的各种运行状态和运行条件。合现行标准的风（正常和极端风况）。工作条件下以及整个处理过程中的载荷历史记录使得可以获得极限载荷来计算每个组件的极限阻力，并获得等效疲劳载荷来计算疲劳强度。前，用于冷风轮机存储单元的气动叶片性能分析和负荷计算的专用软件主要包括GH Bladed，AeroFlex 5，FAST叶片等。中，GH Bladed软件是最可靠和用户友好的软件之一。GH Bladed是一个集成的计算机工具包，具有基于Windows的图形用户界面，可对水平和海上风力涡轮机的设计和认证进行性能和负载模拟计算。2和图3分别是通过软件GH Bladed建模的叶片的特定模型的平面图，以及通过仿真获得的在不同螺距β角处获得的曲线Cp-λ（功率系数速度比）。叶片之外，风力系统的主要组件还包括轮毂，传动机构，主机架，发电机，俯仰机构，冷库安装偏航机构，平台罩，控制系统和塔架等。及某些相应的连接结构。
4示出了风能冷库单元的传输系统的三维形状。限强度分析。能存储单元的结构强度分析是风能存储单元设计的重要组成部分，它不仅可以检查结构设计，而且可以指导结构设计并优化结构。设计过程中，必须对轮毂，主机架，塔架和主轴等主要结构部件进行静态有限元计算，并在各种极端条件下进行强度分析。
劳强度分析。劳失效是风力发电机组存储单元失效的最重要形式，在设计阶段，可以将通过模拟获得的模拟载荷谱或通过现场试验获得的实际载荷谱用于实际应用。用特殊的多轴疲劳分析软件，可以对每个主要部件进行抗疲劳性测试。析以确保设计的可靠性。
动的模态分析。于叶片，塔架和主传动链之间的相互耦合，制冷存储单元在运行过程中很容易产生共振，从而引起过度振动甚至损坏。
此，必须在设计过程中对每个组件和整个机器进行模态分析，以便每个组件具有合理的模态频率，以确保存储单元在冷。
的屈曲分析。是细长的薄壁管状结构，负荷主要作用在塔的顶部。此，必须对其进行屈曲分析以确保塔在极限载荷下的稳定性。输系统分析。速箱系统将风轮连接到发电机。于双风冷库，减速器是变速箱系统的主要部件，并采用复杂的行星结构。果使用传统设计，则无法准确理解行星齿轮架，齿轮和其他部件的应力和变形，也无法保证设计的可靠性，因此使用CAE技术来确定传动系统的虚拟原型模型，用于动态仿真计算。体结构的应力场和位移场，以及结构的优化设计和分析。前，广泛用于风能储能装置主要部件设计的CAE软件包括：ANSYS，NASTRAN，ABQUSE等有限元分析软件，Fe等疲劳分析软件。-安全，ncode，MSC。劳和齿轮传动系统，例如ROMAX。塔为例，简要介绍了CAE技术在冷风储能机组设计中的应用。是薄壁焊接结构（请参见图5），可以通过靠近塔的舱口，法兰和根部的壳单元或实体单元进行建模。过实体元素或子模型来分析不同壁厚匝数的焊接区域的电阻。6和7显示了在空气动力学推力的最大负载条件下，塔架的变形以及塔架根应力的计算结果。算结果表明，该塔在载荷作用下会发生一定的挠曲变形，顶部最大变形为445.6 mm，即塔高的0.7％。塔的最大允许变形为塔高的0.5％。-1.0％。大等效应力位于塔门的四个角，最大146.4 MPa，小于材料的允许应力。以看出，塔架的刚度和强度符合设计要求。1列出了有限元计算的模态频率，并与Bladed软件的计算结果进行了比较。们看到，塔的一阶固有频率与倍频不相符，而该频率是风力涡轮机更高频率的3倍。9.93 rpm时，0.495 Hz风力涡轮机的三重频率与塔架的固有频率不同。15.2％;当风力涡轮机的频率转换为17.87 rpm时，它将使频率0.298 Hz翻倍，并且塔架的固有频率为30.8％，这与所述塔架的固有特性一致GB / T19072-2010号文件中的“分析需求要求”，因此，在制冷储存单元运行期间，塔架的频率不会与变频和三倍频共振。冷存储单元，保证了制冷存储单元的运行可靠性。8显示了塔的一阶在屈曲模式下的变形计算得出，冷库安装当负载为4200 kN时，屈曲系数为1.035，远小于极端风条件下产生的空气动力，表明塔架的稳定性可以满足使用要求。随着风电产业的快速发展，中国正处于风国到另一风的过渡时期。前，随着单机容量的扩大和设计过程的复杂化，大规模定制和定制已成为风冷库发展的必然趋势。助CAE技术，载荷仿真，结构强度分析，模态分析，疲劳寿命计算，结构优化设计以及虚拟仿真原型计算可以有效地提高准确性水平。计，减少产品开发时间并降低开发成本。体而言，中国风力涡轮机制造业仍处于从“技术引进，消化和吸收”到“自主创新”的初始阶段。
尚未开发出全面而系统的设计概念和设计。些突破性技术仍然需要打破：CAE技术将在风力冷库的设计中发挥越来越重要的作用。
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