Kurzzusammenfassung hinzugefügt und erste Seite eines Kapitels auf jeweis rechte Seite verschoben, wenn nötig. In Untersuchung zur Modalanalyse Frequenzen mit und ohne Rotationsgeschwindigkeit aktualisiert bzw. hinzugefügt. Dazu auch Tabelle und Abbildung mit Abgleich von NREL-Daten. Abbildungen der statischen Analyse mit Überhöhungsfaktor gekennzeichnet. Anhang Aufgabenstellung entfernt und die Überschriften der Konvergenztabellen angepasst.

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@@ -11,13 +11,14 @@
{\fontseries{b}\selectfont Stichworte}\\
\TAGS\\[.5em]
{\fontseries{b}\selectfont Kurzzusammenfassung}\\
FEM-Modell\\
[5em]
Ziel der Masterarbeit ist die Entwicklung eines 3D-Strukturmodells einer Windenergieanlage aus Faserverbundwerkstoffen mit finiten Elementen zur Durchführung von strukturdynamischen Analysen sowie zukünftige Berechnungen mit Fluid"=Struktur"=Interaktion.
\\[5em]
\selectfont {\fontseries{b}\selectfont \AUTHOR}\\[.5em]
{\fontseries{b}\selectfont Master Thesis title}\\
\TITLEeng\\[.5em]
{\fontseries{b}\selectfont Keywords}\\
\TAGSeng\\[.5em]
{\fontseries{b}\selectfont Abstract}\\
FEM};
Aim of the master thesis is the development of a 3D finite element structural model of a wind turbine to perform dynamic structural analysis and future analysis using fluid-structure-interaction.
\\};
\end{tikzpicture}

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@@ -115,6 +115,7 @@ DOFs & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\
2,4303e+06 & 0,30439 & 0,31488 & 0,52052 & 0,59589 & 0,77637 \\*
2,7113e+06 & 0,30475 & 0,31505 & 0,52218 & 0,59827 & 0,78136 \\
\pagebreak
Freiheitsgrade & \multicolumn{5}{l}{Eigenfrequenz in Hz} \\
DOFs & 6 & 7 & 8 & 9 & 10 \\
\midrule
46068 & 0,8668 & 1,0764 & 1,1467 & 1,1774 & 1,6941 \\*
@@ -129,6 +130,7 @@ DOFs & 6 & 7 & 8 & 9 & 10 \\
2,4303e+06 & 0,87926 & 1,0541 & 1,1229 & 1,1522 & 1,7222 \\*
2,7113e+06 & 0,88509 & 1,061 & 1,127 & 1,1612 & 1,7263 \\
\midrule
Freiheitsgrade & \multicolumn{5}{l}{Eigenfrequenz in Hz} \\
DOFs & 11 & 12 & 13 & 14 & 15 \\
\midrule
46068 & 2,4639 & 2,5383 & 2,6972 & 2,8374 & 3,0329 \\*
@@ -143,6 +145,7 @@ DOFs & 11 & 12 & 13 & 14 & 15 \\
2,4303e+06 & 2,3513 & 2,5132 & 2,6714 & 2,8319 & 2,9965 \\*
2,7113e+06 & 2,3633 & 2,5191 & 2,6834 & 2,8389 & 2,9971 \\
\pagebreak
Freiheitsgrade & \multicolumn{5}{l}{Eigenfrequenz in Hz} \\
DOFs & 16 & 17 & 18 & 19 & 20 \\
\midrule
46068 & 3,3267 & 3,7732 & 4,1709 & 4,1714 & 4,2145 \\*
@@ -165,9 +168,9 @@ DOFs & 16 & 17 & 18 & 19 & 20 \\
\clearpage
\includepdfset{pagecommand={\thispagestyle{fancy}}}
\pdfsubsection{Aufgabenstellung}\label{appen:aufgabenstellung}
\markboth{Anhang}{}
\includepdf[pages=-,scale=0.83]{pdfs/Aufgabenstellung_Masterthesis_Weschke.pdf}
%\pdfsubsection{Aufgabenstellung}\label{appen:aufgabenstellung}
%\markboth{Anhang}{}
%\includepdf[pages=-,scale=0.83]{pdfs/Aufgabenstellung_Masterthesis_Weschke.pdf}

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@@ -8,8 +8,7 @@ Dieser Abgleich soll ebenfalls als Verifikation des Simulationsmodells dienen.
\subsection{Modalanalyse}
Die Tabelle~\ref{tab:U:Modal} listet die Eigenfrequenzen der Anlage auf und
die Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich} vergleicht die Eigenfrequenzen mit den Ergebnisses aus dem \ac{NREL}"=Bericht.
Die Tabelle~\ref{tab:U:Modal} listet die berechneten Eigenfrequenzen der Windenergieanlage auf.
% SOURCE: 506418 200_350.txt
\begin{table}[H]
\caption[Eigenfrequenzen der Windenergieanlage]{Eigenfrequenzen der Windenergieanlage}\label{tab:U:Modal}\centering
@@ -17,20 +16,33 @@ die Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich} vergleicht die Eigenfrequenzen mit den Er
\STautoround{4}
\nprounddigits2
\npthousandsep{}
\begin{spreadtab}{{tabular}{rlrlrlrl}}
\begin{spreadtab}{{tabular}{rlcrlcrlcrl}}
\toprule
@\multicolumn{8}{l}{Eigenfrequenz in Hz} \\
\midrule
1 & 0.30571 & 6 & 0.79566 & 11 & 2.2585 & 16 & 3.2099 \\
2 & 0.3114 & 7 & 0.97752 & 12 & 2.3304 & 17 & 3.6662 \\
3 & 0.53168 & 8 & 1.0102 & 13 & 2.4541 & 18 & 3.8148 \\
4 & 0.59009 & 9 & 1.0756 & 14 & 2.6294 & 19 & 3.9288 \\
5 & 0.70143 & 10 & 1.639 & 15 & 3.02 & 20 & 3.9289 \\
% 1 & 0.30571 && 6 & 0.79566 && 11 & 2.2585 && 16 & 3.2099 \\
% 2 & 0.3114 && 7 & 0.97752 && 12 & 2.3304 && 17 & 3.6662 \\
% 3 & 0.53168 && 8 & 1.0102 && 13 & 2.4541 && 18 & 3.8148 \\
% 4 & 0.59009 && 9 & 1.0756 && 14 & 2.6294 && 19 & 3.9288 \\
% 5 & 0.70143 && 10 & 1.639 && 15 & 3.02 && 20 & 3.9289 \\
@\multicolumn{8}{l}{Ohne Rotationsgeschwindigkeit}\\
1 & 0.32154 && 6 & 0.89515 && 11 & 2.3438 && 16 & 3.7270 \\
2 & 0.32211 && 7 & 0.94306 && 12 & 2.5321 && 17 & 3.7599 \\
3 & 0.67813 && 8 & 0.96158 && 13 & 2.5378 && 18 & 3.8063 \\
4 & 0.70557 && 9 & 1.6530 && 14 & 2.6894 && 19 & 3.9425 \\
5 & 0.74740 && 10 & 2.0201 && 15 & 3.7200 && 20 & 3.9427 \\[.5em]
@\multicolumn{8}{l}{Mit Rotationsgeschwindigkeit}\\
1 & 0.31068 && 6 & 0.89213 && 11 & 2.6279 && 16 & 3.7621 \\
2 & 0.32208 && 7 & 0.94160 && 12 & 2.6506 && 17 & 3.7753 \\
3 & 0.55712 && 8 & 0.96069 && 13 & 2.7331 && 18 & 3.8804 \\
4 & 0.63923 && 9 & 1.6613 && 14 & 2.9994 && 19 & 3.9425 \\
5 & 0.67781 && 10 & 2.1081 && 15 & 3.7556 && 20 & 3.9427 \\
\bottomrule
\end{spreadtab}
\end{table}\vspace{-1em}
In der Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich} und \ref{tab:U:Modalvergleich:rot} wird die berechnete Eigenfrequenzen der Anlage mit den Ergebnisses aus dem \ac{NREL}"=Bericht verglichen.
Im Gegensatz zu der Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich}, berücksichtigt die Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich:rot} die Rotationsgeschwindigkeit.
\begin{table}[H]
\caption[Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA]{Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA}\label{tab:U:Modalvergleich}\centering
\STsetdecimalsep{{,}}
@@ -38,27 +50,41 @@ die Tabelle~\ref{tab:U:Modalvergleich} vergleicht die Eigenfrequenzen mit den Er
\nprounddigits2
\npthousandsep{}
%\begin{spreadtab}{{tabular}{rn{1}{4}n{1}{4}|cln{1}{4}n{1}{4}}}
\begin{spreadtab}{{tabular}{rll|cln{3}{2}n{3}{2}}}
\begin{spreadtab}{{tabular}{rll|rcn{3}{2}n{3}{2}}}
%\begin{tabular}{rcc|rllll}
\toprule
& @ \multicolumn{2}{l|}{Frequenz in Hz} & & @{Frequenz aus} & @\multicolumn{2}{l}{Abweichung in \% zu} \\
@ \# & @{FAST} & @{ADAMS} & @ \# & @{Simulation in Hz} & @{FAST} & @{ADAMS} \\ \midrule
1 & 0.3240 & 0.3195 & 1 & 0.30571 & \STcopy{v}{(1-e3/b3)*100} & \STcopy{v}{(1-e3/c3)*100} \\
2 & 0.3120 & 0.3164 & 2 & 0.3114 & & \\
3 & 0.6205 & 0.6094 & 4 & 0.59009 & & \\
4 & 0.6664 & 0.6296 & 3 & 0.53168 & & \\
5 & 0.6675 & 0.6686 & 5 & 0.70143 & & \\
6 & 0.6993 & 0.7019 & 6 & 0.79566 & & \\%7+(12)=2. v. 3 -> 9
7 & 1.0793 & 1.0740 & 8 & 1.0102 & & \\
8 & 1.0898 & 1.0877 & 9 & 1.0756 & & \\
9 & 1.9337 & 1.6507 & 7 & 0.97752 & & \\
% 9 & 1.9337 & 1.6507 & 7 & 0.97752 & & \\[-.25em]%10=2. v. 5 -> 10
% & & & 12 & 2.3304 & (1-e12/b11)*100 & (1-e12/c11)*100 \\[-.25em]
% & & & @7+12 & $\frac{<<e11>>+<<e12>>}{2} =:={(e11+e12)/2} $ & (1-e13/b11)*100 & (1-e13/c11)*100 \\
10 & 1.9223 & 1.8558 & 10 & 1.639 & & \\%11=2. v. 4 -> 11
11 & 2.0205 & 1.9601 & 11 & 2.2585 & & \\%12=11?
12 & 2.9003 & 2.8590 & 15 & 3.02 & & \\
13 & 2.9361 & 2.9408 & 16 & 3.2099 & & \\
1 & 0.3240 & 0.3195 & 1 & 0.32154 & \STcopy{v}{(1-e3/b3)*100} & \STcopy{v}{(1-e3/c3)*100} \\
2 & 0.3120 & 0.3164 & 2 & 0.32211 & & \\
3 & 0.6205 & 0.6094 & 3 & 0.67813 & & \\
4 & 0.6664 & 0.6296 & 4 & 0.70557 & & \\
5 & 0.6675 & 0.6686 & 5 & 0.74740 & & \\
6 & 0.6993 & 0.7019 & 6 & 0.89515 & & \\%7+(12)=2. v. 3 -> 9
7 & 1.0793 & 1.0740 & 7 & 0.94306 & & \\
8 & 1.0898 & 1.0877 & 8 & 0.96158 & & \\
9 & 1.9337 & 1.6507 & 9 & 1.6530 & & \\
10 & 1.9223 & 1.8558 & 10 & 2.0201 & & \\%11=2. v. 4 -> 11
11 & 2.0205 & 1.9601 & 11 & 2.3438 & & \\%12=11?
12 & 2.9003 & 2.8590 & 13 & 2.5378 & & \\
13 & 2.9361 & 2.9408 & 14 & 2.6894 & & \\
%
% 1 & 0.3240 & 0.3195 & 1 & 0.30571 & \STcopy{v}{(1-e3/b3)*100} & \STcopy{v}{(1-e3/c3)*100} \\
% 2 & 0.3120 & 0.3164 & 2 & 0.3114 & & \\
% 3 & 0.6205 & 0.6094 & 4 & 0.59009 & & \\
% 4 & 0.6664 & 0.6296 & 3 & 0.53168 & & \\
% 5 & 0.6675 & 0.6686 & 5 & 0.70143 & & \\
% 6 & 0.6993 & 0.7019 & 6 & 0.79566 & & \\%7+(12)=2. v. 3 -> 9
% 7 & 1.0793 & 1.0740 & 8 & 1.0102 & & \\
% 8 & 1.0898 & 1.0877 & 9 & 1.0756 & & \\
% 9 & 1.9337 & 1.6507 & 7 & 0.97752 & & \\
%% 9 & 1.9337 & 1.6507 & 7 & 0.97752 & & \\[-.25em]%10=2. v. 5 -> 10
%% & & & 12 & 2.3304 & (1-e12/b11)*100 & (1-e12/c11)*100 \\[-.25em]
%% & & & @7+12 & $\frac{<<e11>>+<<e12>>}{2} =:={(e11+e12)/2} $ & (1-e13/b11)*100 & (1-e13/c11)*100 \\
% 10 & 1.9223 & 1.8558 & 10 & 1.639 & & \\%11=2. v. 4 -> 11
% 11 & 2.0205 & 1.9601 & 11 & 2.2585 & & \\%12=11?
% 12 & 2.9003 & 2.8590 & 15 & 3.02 & & \\
% 13 & 2.9361 & 2.9408 & 16 & 3.2099 & & \\
\bottomrule
%\end{tabular}
\end{spreadtab}
@@ -83,11 +109,13 @@ nodes near coords=\rotatebox{90}{\scriptsize\pgfmathprintnumber[/pgf/number form
point meta=y * 1, % The displayed number.
xlabel={Eigenfrequenz},
ylabel={Abweichung in \%},
ytick={-20,-10,...,20},
ytick={-30,-15,...,20},
xtick={1,...,13},
%y dir=reverse,
ymin=-25,
ymax=28,
ymin=-38,
ymax=23,
%ymin=-25,
%ymax=28,
%xticklabels={{OK,OR},{OK,S,L},{OK,S,R},{OK,SR,V},{OK,SR,HL},{OK,SR,HR},{VK,OR},{VK,UR},{VK,SKR,O},{VK,SKR,U},{UK,UR},{UK,SR},{UK,S,L},{UK,S,R},{UK,TL}},
%x tick label style={rotate=45, anchor=north east, inner sep=0mm},
ymajorgrids,
@@ -110,10 +138,16 @@ legend style={
]
\addplot[draw=navyblue,fill=navyblue!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
coordinates
{(1,5.65) (2,0.19) (3,4.90) (4,20.21) (5,-5.08) (6,-13.79) (7,6.40) (8,1.30) (9,14.46) (10,14.74) (11,-11.78) (12,-4.13) (13,-9.33) };\label{pgfplots:U:Abweichung:FAST}
{(1,0.77) (2,-3.24) (3,-9.28) (4,-5.88) (5,-11.97) (6,-28.01) (7,12.62) (8,11.76) (9,14.52) (10,-5.09) (11,-16.00) (12,12.50) (13,8.40) };\label{pgfplots:U:Abweichung:FAST}
\addplot[draw=dkgreen,fill=dkgreen!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
coordinates
{(1,4.32) (2,1.58) (3,3.17) (4,15.55) (5,-4.91) (6,-13.36) (7,5.94) (8,1.11) (9,-0.20) (10,11.68) (11,-15.22) (12,-5.63) (13,-9.15) };\label{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS}
{(1,-0.63) (2,-1.80) (3,-11.27) (4,-12.07) (5,-11.79) (6,-27.54) (7,12.19) (8,11.59) (9,-0.14) (10,-8.85) (11,-19.58) (12,11.23) (13,8.55) };\label{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS}
%\addplot[draw=navyblue,fill=navyblue!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
%coordinates
%{(1,5.65) (2,0.19) (3,4.90) (4,20.21) (5,-5.08) (6,-13.79) (7,6.40) (8,1.30) (9,14.46) (10,14.74) (11,-11.78) (12,-4.13) (13,-9.33) };\label{pgfplots:U:Abweichung:FAST}
%\addplot[draw=dkgreen,fill=dkgreen!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
%coordinates
%{(1,4.32) (2,1.58) (3,3.17) (4,15.55) (5,-4.91) (6,-13.36) (7,5.94) (8,1.11) (9,-0.20) (10,11.68) (11,-15.22) (12,-5.63) (13,-9.15) };\label{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\caption[Abweichung der Eigenfrequenzen bezüglich der NREL-Ergebnissen]{Abweichung der Eigenfrequenzen bezüglich der NREL-Ergebnissen zu FAST~\ref{pgfplots:U:Abweichung:FAST} und ADAMS~\ref{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS}}
@@ -121,6 +155,90 @@ coordinates
\end{figure} \vspace{-0.5em}
\begin{table}[H]
\caption[Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA mit Rotationsgeschwindigkeit]{Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA mit Rotationsgeschwindigkeit}\label{tab:U:Modalvergleich:rot}\centering
\STsetdecimalsep{{,}}
\STautoround{4}
\nprounddigits2
\npthousandsep{}
\begin{spreadtab}{{tabular}{rll|rcn{3}{2}n{3}{2}}}
\toprule
& @ \multicolumn{2}{l|}{Frequenz in Hz} & & @{Frequenz aus} & @\multicolumn{2}{l}{Abweichung in \% zu} \\
@ \# & @{FAST} & @{ADAMS} & @ \# & @{Simulation in Hz} & @{FAST} & @{ADAMS} \\ \midrule
1 & 0.3240 & 0.3195 & 1 & 0.31068 & \STcopy{v}{(1-e3/b3)*100} & \STcopy{v}{(1-e3/c3)*100} \\
2 & 0.3120 & 0.3164 & 2 & 0.32208 & & \\
3 & 0.6205 & 0.6094 & 3 & 0.55712 & & \\
4 & 0.6664 & 0.6296 & 4 & 0.63923 & & \\
5 & 0.6675 & 0.6686 & 5 & 0.67781 & & \\
6 & 0.6993 & 0.7019 & 6 & 0.89213 & & \\
7 & 1.0793 & 1.0740 & 7 & 0.94160 & & \\
8 & 1.0898 & 1.0877 & 8 & 0.96069 & & \\
9 & 1.9337 & 1.6507 & 9 & 1.6613 & & \\
10 & 1.9223 & 1.8558 & 10 & 2.1081 & & \\
11 & 2.0205 & 1.9601 & 11 & 2.6279 & & \\
12 & 2.9003 & 2.8590 & 13 & 2.6506 & & \\
13 & 2.9361 & 2.9408 & 14 & 2.7331 & & \\
\bottomrule
\end{spreadtab}
\end{table}\vspace{-1em}
\begin{figure}[H]\vspace{-0.5em}\centering
\begin{tikzpicture}[scale=0.85]
\begin{axis}[
ybar=0pt,
tick align=outside,
width=16.25cm,
height=6.5cm,
bar width={11pt}, % 8, 10pt
enlargelimits=0.13,
enlarge x limits=0.05,
enlarge y limits=0.04,
%nodes near coords,
nodes near coords=\rotatebox{90}{\scriptsize\pgfmathprintnumber[/pgf/number format/.cd,fixed,fixed zerofill,precision=1]\pgfplotspointmeta},
%nodes near coords align=horizontal,
point meta=y * 1, % The displayed number.
xlabel={Eigenfrequenz},
ylabel={Abweichung in \%},
ytick={-30,-15,...,20},
xtick={1,...,13},
%y dir=reverse,
ymin=-45,
ymax=23,
ymajorgrids,
axis x line*=left,
axis y line*=left,
legend columns=1,
legend style={
ultra thin,
append after command={
\pgfextra{
\draw[draw=none,
drop shadow={fill=black, opacity=0.25, shadow xshift=1pt, shadow yshift=1pt}]
(\tikzlastnode.south west)rectangle(\tikzlastnode.north east);
}
},
/tikz/every even column/.append style={column sep=0.5em},
at={(axis cs:0.5,250)},anchor=south west
},
%legend pos=north west,
]
\addplot[draw=navyblue,fill=navyblue!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
coordinates
{(1,4.10) (2,-3.24) (3,10.22) (4,4.08) (5,-1.54) (6,-27.57) (7,12.76) (8,11.85) (9,14.09) (10,-9.67) (11,-30.06) (12,8.61) (13,6.91) };\label{pgfplots:U:Abweichung:FAST}
\addplot[draw=dkgreen,fill=dkgreen!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
coordinates
{(1,2.75) (2,-1.80) (3,8.57) (4,-1.52) (5,-1.38) (6,-27.10) (7,12.33) (8,11.68) (9,-0.64) (10,-13.60) (11,-34.07) (12,7.29) (13,7.06) };\label{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\caption[Abweichung der Eigenfrequenzen bezüglich der NREL-Ergebnissen mit Rotationsgeschwindigkeit]{Abweichung der Eigenfrequenzen bezüglich der NREL-Ergebnissen zu FAST~\ref{pgfplots:U:Abweichung:FAST} und ADAMS~\ref{pgfplots:U:Abweichung:ADAMS} mit Rotationsgeschwindigkeit}
\label{fig:U:Abweichung:rot}
\end{figure} \vspace{-0.5em}
\begin{figure}[H]\centering
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_1.png}
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_2.png}
@@ -145,7 +263,7 @@ coordinates
%
\begin{figure}[H]\centering
\includegraphics[width=0.98\textwidth]{Eigengewicht_sig.png}
\caption[Statische Analyse aufgrund Eigengewicht]{Statische Analyse aufgrund Eigengewicht}
\caption[Statische Analyse aufgrund Eigengewicht]{Statische Analyse aufgrund Eigengewicht mit einem Überhöhungsfaktor von 25}
\label{fig:Untersuchung:statisch:Eigengewicht}
\end{figure} \vspace{-1.5em}
%
@@ -160,13 +278,13 @@ coordinates
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\begin{figure}[H]\centering
\includegraphics[width=0.98\textwidth]{Einzellast_sig.png}
\caption[Statische Analyse aufgrund Einzellast an den Rotorblattspitzen]{Statische Analyse aufgrund Einzellast von \unit{80}{kN} an den Rotorblattspitzen}
\caption[Statische Analyse aufgrund Einzellast an den Rotorblattspitzen]{Statische Analyse aufgrund Einzellast von \unit{80}{kN} an den Rotorblattspitzen mit einem Überhöhungsfaktor von 2,6}
\label{fig:Untersuchung:statisch:Einzellast}
\end{figure} \vspace{-1.5em}
%
\begin{figure}[H]\centering
\includegraphics[width=0.98\textwidth]{Einzellast_sig_max_im_blatt.png}
\caption[Detail der statische Analyse aufgrund Einzellast an den Rotorblattspitzen]{Detail der statische Analyse aufgrund Einzellast von \unit{80}{kN} an den Rotorblattspitzen}
\caption[Detail der statische Analyse aufgrund Einzellast an den Rotorblattspitzen]{Detail der statische Analyse aufgrund Einzellast von \unit{80}{kN} an den Rotorblattspitzen mit einem Überhöhungsfaktor von 2,6}
\label{fig:Untersuchung:statisch:Einzellast:max}
\end{figure} \vspace{-1.5em}