From 9df1f8b7b6949af9ac03b38de64d248f9954f5e4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Daniel Weschke Date: Mon, 22 Jun 2015 01:48:12 +0200 Subject: [PATCH] Informationen zur NREL-Anlage erweitert beschrieben --- sections/Modellentwicklung.tex | 24 +++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 23 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/sections/Modellentwicklung.tex b/sections/Modellentwicklung.tex index f67b640..c94d540 100755 --- a/sections/Modellentwicklung.tex +++ b/sections/Modellentwicklung.tex @@ -62,6 +62,11 @@ Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{0,\!477465}{\%} \\ \ac{NREL} richtet sich bei den Rotorblätter an das DOWEC"=Konzeptmodell. Somit versteht sich der in der Tabelle~\ref{tab:NRELRotor} angegebene Skalierungsfaktor darauf, die aus dem DOWEC"=Konzeptmodell übernommene Massenverteilung auf die Gesamtmasse der Rotorblätter von der REpower\,5M Muster"=\ac{WEA} zu skalieren. +\ac{NREL} listet ebenfalls in Abhängigkeit von dem Nabenradius in 49 Stellen Informationen zu Steifigkeiten und Massenschwerpunkte. +Das Masterprojekt \emph{Entwicklung eines Abschnittes des NREL Rotorblattes mit anisotropen Material anhand gegebener Steifigkeitsdaten}~\cite{MP15} setzte sich bereits mit diesen Informationen auseinander und werden hier übernommen. + + + \subsubsection{Gondel und Spinner} Die Höhe der Nabe, Spinner und der Gondel über dem Grund ist bei \unit{90}{m} und das Maß zwischen Turmachse und der Rotorebene oder der Nabe ist \unit{5}{m} entgegen der Windrichtung. @@ -109,6 +114,19 @@ Drehmoment im vollem Eingriff & \unit{28.116,\!2}{N\,m} \\ \subsubsection{Turm} +Die Eigenschaften des Turm hängen stark von den Untergrund der Anlage ab. +\ac{NREL} entschied sich für die Turmeigenschaften eine küstenzugewandten Version der \ac{NREL}\,5-MW Ausgangs"=\ac{WEA} zu beschreiben. + +Der Turm variiert über die Höhe linear in Durchmesser und Dicke. +Dabei hat der Turm auf dem Grund ein Durchmesser von \unit{6}{m} mit einer Dicke von \unit{27}{mm} und an der Oberseite ein Durchmesser von \unit{3,\!87}{m} mit einer Dicke von \unit{19}{mm}. +Zu den Materialeigenschaften sind Angabe für Stahl gegeben. +Dabei wird das Materialverhalten mit dem Elastizitätsmodul von \unit{210}{GPa} und dem Schubmodul von \unit{80,\!8}{GPa} beschrieben. +Die etwas erhöhte Dichte von \unit{8,\!5}{t/m^3} +%liegt etwas über dem typischen Wert für Stahl +simuliert auf dem Turm nicht modellierte Komponenten, wie Flansche und Schrauben sowie Schweißnähte und Lackierung. +Alle bisher genannten Eigenschaften sind aus dem Projekt DOWEC entnommen. +Im Vergleich zu der REpower\,5M Anlage hat die REpower\,5M Anlage eine höhere Masse zur Turmoberseite. +Aus diesem Grund wird die Dicke um \unit{30}{\%} verstärkt. Die Tabelle \ref{tab:NRELTurm} listet die von \ac{NREL} ausgewählten Eigenschaften des Turms auf. \begin{table}[H] \caption[Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELTurm}\centering @@ -124,7 +142,11 @@ Strukturdämpfung (über alle Moden) & \unit{1}{\%} \\ \subsubsection{Frequenzen und stationäres Verhalten der Forschungsanlage} -Tabelle \ref{tab:NRELFreq} listet die von \ac{NREL} berechneten Eigenfrequenzen auf. +Das \ac{NREL} berechnete mit zwei verschiedenen Modellen Eigenfrequenzen einer linearisierten Eigenwertanalyse ihrer küstenzugewandten Ausgangs"=\ac{WEA}. Dabei lauten die beiden Modelle FAST und ADAMS und beschreiben eine balkenähnliche Simulation. +%Beide Modelle berechnen das linearisierte Eigenwertproblem. +Das Ergebnis dieser Eigenfrequenzanalyse listet die Tabelle \ref{tab:NRELFreq} auf. + +Die Eigenfrequenz"=Abweichung zwischen den Modellen FAST und ADAMS, besonders zur zweiten Rotorblatt"=Eigenfrequenz mit der asymmetrischen flatternden Eigenform, ist dahingehend begründet, dass das ADAMS"=Modell gegenüber dem FAST"=Modell Positionen zum Massenschwerpunk, Moden höherer Ordnung und Torsionsfreiheitsgrade im Turm berücksichtigt. \begin{table}[H] \caption[Frequenzen der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage]{Turmeigenschaften der NREL 5-MW Ausgangs"=Windenergieanlage~\cite{NREL09}}\label{tab:NRELFreq}\centering \begin{tabular}{clccllll}