diff --git a/sections/Modellentwicklung.tex b/sections/Modellentwicklung.tex index a4ae729..f1ece85 100755 --- a/sections/Modellentwicklung.tex +++ b/sections/Modellentwicklung.tex @@ -7,7 +7,7 @@ \subsection{Forschungsanlage} Grundlegende Eigenschaften der Forschungsanlage sind aus dem \ac{NREL}-Bericht \cite{NREL09} entnommen. Tabelle \ref{tab:NRELEigenschaften} listet die von \ac{NREL} grobschlägig ausgewählten Eigenschaften der Windenergieanlage auf. \begin{table}[H] -\caption[Grobschlägige ausgewählte Eigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Grobschlägige ausgewählte Eigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage \cite{NREL09}}\label{tab:NRELEigenschaften}\centering +\caption[Grobschlägige ausgewählte Eigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Grobschlägige ausgewählte Eigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELEigenschaften}\centering \begin{tabular}{llllllll} \toprule %Abk. & Bezeichnung & $L\ti{min}$ & $D$ & $s_1$ & $s_2$ & $a$ & $b$ \\ \midrule @@ -23,18 +23,18 @@ Nabenhöhe & \unit{90}{m} \\ Überhang (Maß zw. Turmachse und Rotorebene)& \unit{5}{m} \\ Koordinaten zum Massenschwerpunkt & \unit{(-0,\!2;~ 0,\!0;~ 64,\!0)}{m} \\ \midrule -Einschalt-Windgeschwindigkeit & \unit{3}{m/s} \\ -Nenn-Windgeschwindigkeit & \unit{11,\!4}{m/s} \\ -Abschalt-Windgeschwindigkeit & \unit{25}{m/s} \\ -Einschalt-Umdrehungsgeschwindigkeit & \unit{6,\!9}{min^{-1}} \\ -Nenn-Umdrehungsgeschwindigkeit & \unit{12,\!1}{min^{-1}} \\ +Einschaltwindgeschwindigkeit & \unit{3}{m/s} \\ +Nennwindgeschwindigkeit & \unit{11,\!4}{m/s} \\ +Abschaltwindgeschwindigkeit & \unit{25}{m/s} \\ +Einschaltumdrehungsgeschwindigkeit & \unit{6,\!9}{min^{-1}} \\ +Nennumdrehungsgeschwindigkeit & \unit{12,\!1}{min^{-1}} \\ Nenngeschwindigkeit an der Blattspitze & \unit{80}{m/s} \\ \midrule -Rotorwellenneigung & 5º \\ -Precone & 2,5º \\ +Achsneigung der Rotorwelle & 5º \\ +Konuswinkel der Blätter & 2,5º \\ \midrule -Rotormasse & \unit{110}{t} \\ -Gondelmasse & \unit{240}{t} \\ +Rotormasse & \unit{110,\!00}{t} \\ +Gondelmasse & \unit{240,\!00}{t} \\ Turmmasse & \unit{347\!,\!46}{t} \\ \bottomrule \end{tabular} @@ -43,15 +43,92 @@ Der Koordinatenursprung, bei der Angabe des Massenschwerpunkt, liegt in der Turm Dabei zeigt die \(x\)-Achse in Windrichtung und die \(z\)-Achse in Richtung des Gierlagers. \subsubsection{Rotorblatt} +\begin{table}[H] +\caption[Rotorblatteigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Rotorblatteigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELRotor}\centering +\begin{tabular}{llllllll} +\toprule +Länge (entlang der Rotorachse) & \unit{61,\!5}{m} \\ +Skalierungsfaktor der Masse & \unit{4,\!536}{\%} \\ +Gesamtmasse & \unit{17,\!74}{t} \\ +Lage des Massenschwerpunkt (bzgl. Rotorachse) & \unit{20,\!475}{m} \\ +Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{0,\!477465}{\%} \\ +\bottomrule +\end{tabular} +\end{table}\vspace{-1em} + +\subsubsection{Gondel und Spinner} +\begin{table}[H] +\caption[Eigenschaften von Gondel und Nabe der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Eigenschaften von Gondel und Nabe der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELGondel}\centering +\begin{tabular}{llllllll} +\toprule +Höhe des Gierlagers über dem Grund & \unit{87,\!6}{m} \\[.25em] +Nabenmasse & \unit{56,\!78}{kg} \\ +Gondelmasse & \unit{240,\!00}{t} \\[.25em] +\emph{Gondelmassenschwerpunkt}\\ +Lage in Windrichtung bzgl.\,Gierachse & \unit{20,\!475}{m} \\ +Lage über dem Gierlager & \unit{20,\!475}{m} \\[.25em] +\emph{Gondel-Gier-Aktor}\\ +Äquivalente Translationsfederkonstante & \unit{9.028.320}{kN\,m/rad} \\ +Äquivalente Translationsdämpfungskonstante & \unit{19.160}{kN\,m\,s/rad} \\ +\bottomrule +\end{tabular} +\end{table}\vspace{-1em} -\subsubsection{Spinner} - - -\subsubsection{Gondel} +\subsubsection{Antrieb} +\begin{table}[H] +\caption[Eigenschaften vom Antrieb der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Eigenschaften vom Antrieb der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELAntrieb}\centering +\begin{tabular}{llllllll} +\toprule +Nennumdrehungsgeschwindigkeit & \unit{12,\!1}{min^{-1}} \\[.25em] +\emph{Antriebswelle}\\ +Äquivalente Torsionsfederkonstante & \unit{867.637}{kN\,m/rad} \\ +Äquivalente Torsionsdämpfungskonstante & \unit{6.215}{kN\,m\,s/rad} \\[.25em] +\emph{Hochgeschwindigkeits-Rotornabenbremse}\\ +Drehmoment im vollem Eingriff & \unit{28.116,\!2}{N\,m} \\ +\bottomrule +\end{tabular} +\end{table}\vspace{-1em} \subsubsection{Turm} +\begin{table}[H] +\caption[Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELTurm}\centering +\begin{tabular}{llllllll} +\toprule +Länge über dem Grund & \unit{87,\!6}{m} \\ +Gesamtmasse & \unit{347,\!46}{t} \\ +Lage des Massenschwerpunkt (bzgl. Grund in Richtung Turmachse) & \unit{38,\!234}{m} \\ +Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{1}{\%} \\ +\bottomrule +\end{tabular} +\end{table}\vspace{-1em} + + +\subsubsection{Frequenzen und stationäres Verhalten der Forschungsanlage} +\begin{table}[H] +\caption[Frequenzen der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELTurm}\centering +\begin{tabular}{llllllll} +\toprule +Freq. & Beschreibung der Eigenform & FAST & ADAMS \\ \midrule + 1 & 1st Tower Fore-Aft & 0,3240 & 0,3195 \\ + 2 & 1st Tower Side-to-Side & 0,3120 & 0,3164 \\ + 3 & 1st Drivetrain Torsion & 0,6205 & 0,6094 \\ + 4 & 1st Blade Asymmetric Flapwise Yaw & 0,6664 & 0,6296 \\ + 5 & 1st Blade Asymmetric Flapwise Pitch & 0,6675 & 0,6686 \\ + 6 & 1st Blade Collective Flap & 0,6993 & 0,7019 \\ + 7 & 1st Blade Asymmetric Edgewise Pitch & 1,0793 & 1,0740 \\ + 8 & 1st Blade Asymmetric Edgewise Yaw & 1,0898 & 1,0877 \\ + 9 & 2nd Blade Asymmetric Flapwise Yaw & 1,9337 & 1,6507 \\ +10 & 2nd Blade Asymmetric Flapwise Pitch & 1,9223 & 1,8558 \\ +11 & 2nd Blade Collective Flap & 2,0205 & 1,9601 \\ +12 & 2nd Tower Fore-Aft & 2,9003 & 2,8590 \\ +13 & 2nd Tower Side-to-Side & 2,9361 & 2,9408 \\ +\bottomrule\noalign{\vspace{-.15em}} +\multicolumn{4}{l}{\small Werte in Hz} \\ +\noalign{\vspace{-.25em}}\bottomrule +\end{tabular} +\end{table}\vspace{-1em}