Vindmøllelaster, -aerodynamik og -kontrol

• I et team, at ændre det aerodynamiske rotordesign af en referencemølle til en ny vindklasse og evaluere kvaliteten af det nye design
• Evaluere, 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
• Beregne de strukturelle, aeroelastiske og aeroservoelastiske egensvingsformer for en vindmølle i drift og forklar forskellene mellem dem
• Kalibrere en vindmølle-styring og evaluere dens virkning med en aeroelastiske simuleringskode
• Forklare, hvordan forskellige parametre som tiphastighedsforhold, lift-drag-værdier og liftkoefficient påvirker det aerodynamiske design og ydeevnen af rotorer
• Forklare, hvilke eksterne laster der påvirker en belastning i møllen, og skitsere middellaster versus vindhastighed
• Simulere, plot og analyser et standarddesignbelastningsgrundlag for en redesignet mølle, og brug det til at beregne levetidslaster
• I et team, designe og bruge en Python-pakke hostet på GitHub til at generere inputfiler til en aeroelastiske software
• Skriftligt præsentere viden om aeroservoelastisk vindmølledesign

Dette kursus anvender de ingeniørmæssige 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.

De teorier, 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).

Beregningsmæssige færdigheder udvikles også i løbet af semestret. Holdene bruger GitHub til i fællesskab at udvikle kode, herunder en Python-pakke, til at opsætte og analysere beregninger og efterbehandle simuleringer. En klyngecomputer bruges også til et stort antal simuleringer. Vi anbefaler, at de studerende tager 46120, før de deltager i dette kursus, for at sikre et tilstrækkeligt niveau af beregningsfærdigheder.

• 36 – 49 (ons 8-17)

46120/46300/46310, Det anbefales kraftigt, at studerende har taget (1) 46120 og (2) enten 46300 eller 46310. Viden om grundlæggende strukturdynamik og aerodynamik er påkrævet. Viden om vindmølleteknologi, vindmølleaerodynamik og grundlæggende kontrolteori (PI-controller) anbefales stærkt.

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