Vindmøllelaster, -aerodynamik og -kontrol

• I en gruppe, at ændre det aerodynamiske rotor design af en referencevindmølle til en ny vindklasse og evaluere kvaliteten af det nye design
• Forklare hvordan designets aeroservoelastiske respons påvirker møllens produktion og designlaster og opstille hypoteser om hvordan designet kan forbedres
• Forklare de forskellige kontrolmål og hvordan en styring kan tunes for at nå målene
• Sammenligne de strukturelle, aeroelastiske og aeroservoelastiske egensvingningsformer af en vindmølle i drift og forklare forskellene mellem dem
• Kalibrere en vindmølle-styring og evaluere dens virkning med en aeroelastiske simulering kode
• Forklare hvordan forskellige aerodynamiske parametre (f.eks. tiphastighedsforhold, lift-drag værdier og liftkoefficient) påvirker det aerodynamiske design og rotorens ydeevne
• Forklare hvilke eksterne laster der påvirker en belastning i møllen og skitsere middellaster versus vindhastighed
• Simulere designlasterne for en mølle med ændret design og bruge den til at regne levetidslaster
• Plotte og analysere kort-tids ekstreme (udmattelses) laster versus vindhastighed og forklare hvordan de er relateret til de beregnede ekstreme (udmattelses) designlaster
• Mundtligt præsentere viden om aeroelastisk design af vindmøller

Dette kursus anvender færdigheder som kan tilegnes fra kurser 46300 og 46310 for at udvide de studerendes praktiske viden om interaktionerne mellem aerodynamik, last og kontrol igennem vindmølledesign. I løbet af semestret vil de studerende arbejde i grupper for at ændre designet af DTU 10 MW referencevindmøllen. Der undervises i de følgende emner: metoder for at ændre rotordesignet, grundlæggende viden om vindmøllekontrol og justering af styring, vindmølledynamik og aeroelastiske egensvingsningsformer, designlastberegninger (udmattelse og ekstrem), vindmøllegodkendelses-standarder og mere.

Teorien, modeller og metoder introduceret i dette kursus kan anvendes til generel modellering og analyse af vindmøller. Dog vil de studerende arbejde med HAWC koden (HAWC2S/HAWC2/HAWCStab2) til aeroelastiske simuleringer (HAWC2), aeroelastiske modalanalyse (HAWCStab2) af vindmøller og kalibrering af styringen (HAWC2S). De studerende bruger Python til at opsætte og post-processere simuleringer, samt en klyngecomputer til at køre mange simuleringer.

46300/46310, Det anbefales at studerende har taget 46300 og/eller 46310 og føler sig tryg ved at programmere i Python. Viden om strukturel dynamik og aerodynamik er påkrævet, og viden om vindmølleteknologi, vindmølleaerodynamik og kontrolteori (PI controller) anbefales kraftigt.

Forelæsninger og gruppearbejde i forbindelse med rapporter (3-4 studerende pr. gruppe)