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\thispagestyle{plain}
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\section{Strukturdynamische Untersuchung der Windenergieanlage}\label{sec:Untersuchung}
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Für den Abgleich mit der Ausarbeitung von \ac{NREL} werden Eigenfrequenzen und Eigenformen verglichen.
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Dieser Abgleich soll ebenfalls als Verifikation des Simulationsmodells dienen.
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\subsection{Modalanalyse}
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% SOURCE: 506418 200_350.txt
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\begin{table}[H]
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\caption[Eigenfrequenzen der Windenergieanlage]{Eigenfrequenzen der Windenergieanlage}\label{tab:U:Modal}\centering
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\STsetdecimalsep{{,}}
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\STautoround{4}
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\nprounddigits2
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\npthousandsep{}
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\begin{spreadtab}{{tabular}{rlrlrlrl}}
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\toprule
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@\multicolumn{8}{l}{Eigenfrequenz in Hz} \\
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\midrule
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1 & 0.30571 & 6 & 0.79566 & 11 & 2.2585 & 16 & 3.2099 \\
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2 & 0.3114 & 7 & 0.97752 & 12 & 2.3304 & 17 & 3.6662 \\
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3 & 0.53168 & 8 & 1.0102 & 13 & 2.4541 & 18 & 3.8148 \\
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4 & 0.59009 & 9 & 1.0756 & 14 & 2.6294 & 19 & 3.9288 \\
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5 & 0.70143 & 10 & 1.639 & 15 & 3.02 & 20 & 3.9289 \\
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\bottomrule
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\end{spreadtab}
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\end{table}\vspace{-1em}
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\begin{table}[H]
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\caption[Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA]{Vergleich der Eigenfrequenzen mit der NREL-Ausgangs-WEA}\label{tab:U:Modalvergleich}\centering
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\STsetdecimalsep{{,}}
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\STautoround{4}
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\nprounddigits2
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\npthousandsep{}
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%\begin{spreadtab}{{tabular}{rn{1}{4}n{1}{4}|cln{1}{4}n{1}{4}}}
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\begin{spreadtab}{{tabular}{rll|cln{3}{2}n{3}{2}}}
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%\begin{tabular}{rcc|rllll}
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\toprule
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& @ \multicolumn{2}{l|}{Frequenz in Hz} & & @{Frequenz aus} & @\multicolumn{2}{l}{Abweichung in \% zu} \\
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@ \# & @{FAST} & @{ADAMS} & @ \# & @{Simulation in Hz} & @{FAST} & @{ADAMS} \\ \midrule
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1 & 0.3240 & 0.3195 & 1 & 0.30571 & \STcopy{v}{(1-e3/b3)*100} & \STcopy{v}{(1-e3/c3)*100} \\
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2 & 0.3120 & 0.3164 & 2 & 0.3114 & & \\
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3 & 0.6205 & 0.6094 & 4 & 0.59009 & & \\
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4 & 0.6664 & 0.6296 & 3 & 0.53168 & & \\
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5 & 0.6675 & 0.6686 & 5 & 0.70143 & & \\
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6 & 0.6993 & 0.7019 & 6 & 0.79566 & & \\%7+(12)=2. v. 3 -> 9
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7 & 1.0793 & 1.0740 & 8 & 1.0102 & & \\
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8 & 1.0898 & 1.0877 & 9 & 1.0756 & & \\
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9 & 1.9337 & 1.6507 & 7 & 0.97752 & & \\[-.25em]%10=2. v. 5 -> 10
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& & & 12 & 2.3304 & (1-e12/b11)*100 & (1-e12/c11)*100 \\[-.25em]
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& & & @7+12 & $\frac{<<e11>>+<<e12>>}{2} =:={(e11+e12)/2} $ & (1-e13/b11)*100 & (1-e13/c11)*100 \\
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10 & 1.9223 & 1.8558 & 10 & 1.639 & & \\%11=2. v. 4 -> 11
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11 & 2.0205 & 1.9601 & 11 & 2.2585 & & \\%12=11?
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12 & 2.9003 & 2.8590 & 15 & 3.02 & & \\
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13 & 2.9361 & 2.9408 & 16 & 3.2099 & & \\
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\bottomrule
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%\end{tabular}
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\end{spreadtab}
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\end{table}\vspace{-1em}
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\begin{figure}[H]\vspace{-0.5em}\centering
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\begin{tikzpicture}[scale=0.85]
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\begin{axis}[
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ybar=0pt,
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tick align=outside,
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width=16.25cm,
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height=6.5cm,
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bar width={11pt}, % 8, 10pt
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enlargelimits=0.13,
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enlarge x limits=0.05,
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enlarge y limits=0.04,
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%nodes near coords,
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nodes near coords=\rotatebox{90}{\scriptsize\pgfmathprintnumber[/pgf/number format/.cd,fixed,fixed zerofill,precision=1]\pgfplotspointmeta},
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%nodes near coords align=horizontal,
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point meta=y * 1, % The displayed number.
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xlabel={Eigenfrequenz},
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ylabel={Abweichung in \%},
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ytick={-20,-10,...,20},
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xtick={1,...,13},
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%y dir=reverse,
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ymin=-25,
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ymax=28,
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%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}},
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%x tick label style={rotate=45, anchor=north east, inner sep=0mm},
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ymajorgrids,
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axis x line*=left,
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axis y line*=left,
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legend columns=1,
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legend style={
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ultra thin,
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append after command={
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\pgfextra{
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\draw[draw=none,
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drop shadow={fill=black, opacity=0.25, shadow xshift=1pt, shadow yshift=1pt}]
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|
(\tikzlastnode.south west)rectangle(\tikzlastnode.north east);
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}
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|
},
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/tikz/every even column/.append style={column sep=0.5em},
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at={(axis cs:0.5,250)},anchor=south west
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},
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%legend pos=north west,
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]
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\addplot[draw=navyblue,fill=navyblue!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
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coordinates
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{(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}
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\addplot[draw=dkgreen,fill=dkgreen!50,drop shadow={shadow yshift=1pt, shadow xshift=1pt}]
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|
coordinates
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|
{(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}
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|
\end{axis}
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|
\end{tikzpicture}
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\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}}
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\label{fig:U:Abweichung}
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\end{figure} \vspace{-0.5em}
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\begin{figure}[H]\centering
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_1.png}
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_2.png}
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_3.png}
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_4.png}
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_5.png}
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_6.png}
|
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\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_7.png}
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|
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_8.png}
|
|
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_9.png}
|
|
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_10.png}
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|
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_11.png}
|
|
\includegraphics[width=0.24\textwidth]{Modal_Gesamtverformung_un_12.png}
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|
\caption{Die ersten zwölf Eigenformen der Windenergieanlage}
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\label{fig:U:Modal}
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\end{figure} \vspace{-1.5em}
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\subsection{Statische Analyse}
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%\begin{table}[H]
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%\caption{Statische Analyse}\label{tab:U:statisch}\centering
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%\begin{tabular}{llrlrlrl}
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%\toprule
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%Art der Rechnung & Verformung in mm \\
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%\midrule
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%\emph{Eigengewicht} \\
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%Linear geometrisch & 268,69 \\
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%Nichtlinear geometrisch & 445,25 \\
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%[.5em]
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%\emph{mit Einzellast \(F=\unit{80}{kN}\) an Rotorblattspitze} \\
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%Linear geometrisch mit lineare Ansatzfunktionen & 2346,1 \\
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%%Linear linear & 2757,1 \\
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%Linear geometrisch mit quadratische Ansatzfunktionen & 2250,0 \\
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|
%Nichtlinear geometrisch mit quadratische Ansatzfunktionen & 3168,9 \\
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|
%\bottomrule
|
|
%\end{tabular}
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|
%\end{table}\vspace{-1em}
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\begin{table}[H]
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|
\caption{Statische Analyse}\label{tab:U:statisch}\centering
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\begin{tabular}{llrlrlrl}
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|
\toprule
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|
Art der Rechnung & Verformung in mm \\
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|
\midrule
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|
Eigengewicht & 268,69 \\
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|
mit Einzellast \(F=\unit{80}{kN}\) an Rotorblattspitze & 2346,1 \\
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|
\bottomrule
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\end{tabular}
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\end{table}\vspace{-1em}
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~
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\subsection{Transiente Analyse} |