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Einleitung und Modellentwicklung - Forschungsanlage und Computermodell erweitert

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Daniel Weschke
2015-06-02 00:45:04 +02:00
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\thispagestyle{plain}
\section{Einleitung}\label{sec:Einleitung}
Hintergrund der Masterthesis ist das an der HAW Hamburg durchgeführte Forschungsprojekt \glqq WindNumSim\grqq\ zur Entwicklung und Anwendung eines neuartigen Simulationsmodells zur strukturellen und akustischen Optimierung einer Windenergieanlage mit Hilfe
von Fluid-Struktur-Interaktionen.
Ziel dieser Masterthesis ist die Erstellung eines 3D-Strukturmodells einer Windenergieanlage (5MW NREL-Anlage), welches die Komponenten Rotorblatt, Turm, Spinner und Gondel beinhaltet sowie anschließender 3D FEM-Berechnung für ausgewählte Lastfälle.
Die Bearbeitung umfasst die folgenden Punkte:
\begin{itemize}
\item Erweiterung eines bestehenden parametrisierten Flächenmodells der Windenergie-
anlage mit CATIA V5
\item Erstellung eines 3D-Strukturmodells der Windenergieanlage mit vollständigem
Laminataufbau der Rotorblätter in ANSYS Workbench
\item Vernetzung der Struktur mit Schalenelementen
\item Validierung des 3D-Strukturmodells anhand gegebener Literaturangaben
\item Durchführung verschiedener strukturmechanischer Analysen (z.B. Modalanalyse,
dynamische Analyse, statische Belastung durch das Windfeld o.ä.)
\end{itemize}
Die FEM-Berechnung wird mit dem Programm ANSYS durchgeführt.
\subsection{Forschungsprojekt}
\ac{WindNumSim}\footnote{URL: \url{http://www.mp.haw-hamburg.de/pers/Graetsch/WindNumSim_main.htm}}
Das Forschungsprojekt zur \ac{WindNumSim}\footnote{URL: \url{http://www.mp.haw-hamburg.de/pers/Graetsch/WindNumSim_main.htm}}
\subsection{Windenergieanlage}
\ac{NREL}\footnote{URL: \url{http://www.nrel.gov/}}
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\subsection{Modellbildung}
Zur Modellbildung der \ac{WEA} kommen unterschiedliche Programme zum Einsatz.
Die dreidimensionale Geometrieerzeugung erfolgt mit dem CAD"=Programm \emph{CATIA\,V5} von der Firma \emph{Dassault Systèmes}\footnote{URL: \url{http://www.3ds.com/de/}}.
Die Simulation hingegen erfolgt mit dem FEM"=Programm \emph{ANSYS Mechanical} von der Firma \emph{ANSYS}\footnote{URL: \url{http://www.ansys.com/de_de}} über die \emph{ANSYS Workbench} in der 15. Version.
Die dreidimensionale Geometrieerzeugung erfolgt mit dem \acs{CAD}"=Programm \emph{CATIA\,V5} von der Firma \emph{Dassault Systèmes}\footnote{URL: \url{http://www.3ds.com/de/}}.
Die Simulation hingegen erfolgt mit dem \acs{FEM}"=Programm \emph{ANSYS Mechanical} von der Firma \emph{ANSYS}\footnote{URL: \url{http://www.ansys.com/de_de}} über die \emph{ANSYS Workbench} in der 15. Version.