Forskning i aeroelasticitet EFP-2001

    Research output: Book/ReportReport

    103 Downloads (Pure)

    Abstract

    I rapporten præsenteres hovedresultaterne fra "Program for Forskning i Aeroelasticitet - EFP-2001", gennemført i et samarbejde mellem Risø, DTU og vindmølleindustrien. Projektet dækker perioden 2001-2002 og er den sidste del af et femårs forskningsprogramindenfor aeroelasticitet. Projektet har i den nævnte periode haft følgende delmål: designværktøj til undersøgelse af dynamisk stabilitet undersøgelse af bladtipaerodynamik og -design på grundlag af 3D CFD beregninger udgivelse af profilkataloglastreduktion ved nye styringsstrategier aeroakustisk modellering af støjudbredelse I den aktuelle projektperiode er programmet HAWCModal gjort færdigt. Det er et computerprogram til beregning af de modale egenskaber for en vindmølle under drift somfunktion af omløbstallet. Programmet bygger på den strukturelle modellering i HAWC og benytter samme inputfil. Møllens egenfrekvenser som funktion af omløbstallet beregnes og optegnes i et såkaldt Campbell diagram. De tilhørende egensvingninger kan visesgrafisk for møllen med roterende rotor, hvilket giver et godt indtryk af de forskellige modalformer. Endvidere beregnes strukturdæmpningen for de forskellige modalformer. HAWCModal danner grundlaget for stablitetsværktøjet HAWCStab for en hel mølle, somnu er under udvikling. Med HAWCStab vil man kunne bestemme de aeroelastiske egenfrekvenser for en mølle under drift samt de tilhørende modalformer og dæmpning. Den komplekse bladtipaerodynamik er beregnet for tre forskellige tipudformninger med CFDprogrammet EllipSys3D. Tiphvirvlen er visualiseret, og endvidere er forløbet af lift og drag koefficienten i tipområdet analyseret. Profilberegninger og målinger på ialt 28 profiler er samlet i et profilkatalog, der er lagt på internettet. Data kandirekte downloades og således f.eks. anvendes ved vingedesign. Ud over de emner, der er defineret gennem milepælene, har der været en betydelig indsats indenfor andre områder, bl.a. implementering af en ny aerodynamik i HAWC inklusiv delmodeller for yawog instationært inflow. For at kunne beregne indvirkningen af ulinearitet ved store udbøjninger er der lavet en ny initialisering i HAWC, så en tidssimulering kan beregnes omkring en udbøjet form af rotoren svarende til middelbelastningen for perioden.På den måde kan de væsentligste effekter af ulinearitet simuleres. Indenfor CFD er der arbejdet med transitionsmodellering, og en ny metode er implementeret i EllipSys2D og EllipSys3D. De første resultater ser lovende ud, og bl.a. er der opnået en storforbedring ved beregning på tykke profiler, hvor der tidligere har været store afvigelser i forhold til målinger. En ny formulering af tipkorrektionsmodellen, der indgår i en aerodynamisk beregning med "blade element momentum" (BEM) modellen, er udviklet,og en sammenligning af beregninger og målinger på NREL rotoren testet i NASA Ames vindtunnelen viser god overensstemmelse med den nye formulering.
    Original languageDanish
    Number of pages73
    ISBN (Print)87-550-3078-5
    Publication statusPublished - 2002
    SeriesDenmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R
    Number1349(DA)
    ISSN0106-2840

    Keywords

    • Risø-R-1349
    • Risø-R-1349(DA)

    Cite this

    Aagaard Madsen , H. (Ed.) (2002). Forskning i aeroelasticitet EFP-2001. Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R, No. 1349(DA)
    Aagaard Madsen , Helge (Editor). / Forskning i aeroelasticitet EFP-2001. 2002. 73 p. (Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R; No. 1349(DA)).
    @book{9168766d6b89449bab803aa477fcacf7,
    title = "Forskning i aeroelasticitet EFP-2001",
    abstract = "I rapporten pr{\ae}senteres hovedresultaterne fra {"}Program for Forskning i Aeroelasticitet - EFP-2001{"}, gennemf{\o}rt i et samarbejde mellem Ris{\o}, DTU og vindm{\o}lleindustrien. Projektet d{\ae}kker perioden 2001-2002 og er den sidste del af et fem{\aa}rs forskningsprogramindenfor aeroelasticitet. Projektet har i den n{\ae}vnte periode haft f{\o}lgende delm{\aa}l: designv{\ae}rkt{\o}j til unders{\o}gelse af dynamisk stabilitet unders{\o}gelse af bladtipaerodynamik og -design p{\aa} grundlag af 3D CFD beregninger udgivelse af profilkataloglastreduktion ved nye styringsstrategier aeroakustisk modellering af st{\o}judbredelse I den aktuelle projektperiode er programmet HAWCModal gjort f{\ae}rdigt. Det er et computerprogram til beregning af de modale egenskaber for en vindm{\o}lle under drift somfunktion af oml{\o}bstallet. Programmet bygger p{\aa} den strukturelle modellering i HAWC og benytter samme inputfil. M{\o}llens egenfrekvenser som funktion af oml{\o}bstallet beregnes og optegnes i et s{\aa}kaldt Campbell diagram. De tilh{\o}rende egensvingninger kan visesgrafisk for m{\o}llen med roterende rotor, hvilket giver et godt indtryk af de forskellige modalformer. Endvidere beregnes strukturd{\ae}mpningen for de forskellige modalformer. HAWCModal danner grundlaget for stablitetsv{\ae}rkt{\o}jet HAWCStab for en hel m{\o}lle, somnu er under udvikling. Med HAWCStab vil man kunne bestemme de aeroelastiske egenfrekvenser for en m{\o}lle under drift samt de tilh{\o}rende modalformer og d{\ae}mpning. Den komplekse bladtipaerodynamik er beregnet for tre forskellige tipudformninger med CFDprogrammet EllipSys3D. Tiphvirvlen er visualiseret, og endvidere er forl{\o}bet af lift og drag koefficienten i tipomr{\aa}det analyseret. Profilberegninger og m{\aa}linger p{\aa} ialt 28 profiler er samlet i et profilkatalog, der er lagt p{\aa} internettet. Data kandirekte downloades og s{\aa}ledes f.eks. anvendes ved vingedesign. Ud over de emner, der er defineret gennem milep{\ae}lene, har der v{\ae}ret en betydelig indsats indenfor andre omr{\aa}der, bl.a. implementering af en ny aerodynamik i HAWC inklusiv delmodeller for yawog instation{\ae}rt inflow. For at kunne beregne indvirkningen af ulinearitet ved store udb{\o}jninger er der lavet en ny initialisering i HAWC, s{\aa} en tidssimulering kan beregnes omkring en udb{\o}jet form af rotoren svarende til middelbelastningen for perioden.P{\aa} den m{\aa}de kan de v{\ae}sentligste effekter af ulinearitet simuleres. Indenfor CFD er der arbejdet med transitionsmodellering, og en ny metode er implementeret i EllipSys2D og EllipSys3D. De f{\o}rste resultater ser lovende ud, og bl.a. er der opn{\aa}et en storforbedring ved beregning p{\aa} tykke profiler, hvor der tidligere har v{\ae}ret store afvigelser i forhold til m{\aa}linger. En ny formulering af tipkorrektionsmodellen, der indg{\aa}r i en aerodynamisk beregning med {"}blade element momentum{"} (BEM) modellen, er udviklet,og en sammenligning af beregninger og m{\aa}linger p{\aa} NREL rotoren testet i NASA Ames vindtunnelen viser god overensstemmelse med den nye formulering.",
    keywords = "1-E vind, Ris{\o}-R-1349, Ris{\o}-R-1349(DA)",
    editor = "{Aagaard Madsen}, Helge",
    year = "2002",
    language = "Dansk",
    isbn = "87-550-3078-5",

    }

    Aagaard Madsen , H (ed.) 2002, Forskning i aeroelasticitet EFP-2001. Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R, no. 1349(DA).

    Forskning i aeroelasticitet EFP-2001. / Aagaard Madsen , Helge (Editor).

    2002. 73 p. (Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R; No. 1349(DA)).

    Research output: Book/ReportReport

    TY - RPRT

    T1 - Forskning i aeroelasticitet EFP-2001

    A2 - Aagaard Madsen , Helge

    PY - 2002

    Y1 - 2002

    N2 - I rapporten præsenteres hovedresultaterne fra "Program for Forskning i Aeroelasticitet - EFP-2001", gennemført i et samarbejde mellem Risø, DTU og vindmølleindustrien. Projektet dækker perioden 2001-2002 og er den sidste del af et femårs forskningsprogramindenfor aeroelasticitet. Projektet har i den nævnte periode haft følgende delmål: designværktøj til undersøgelse af dynamisk stabilitet undersøgelse af bladtipaerodynamik og -design på grundlag af 3D CFD beregninger udgivelse af profilkataloglastreduktion ved nye styringsstrategier aeroakustisk modellering af støjudbredelse I den aktuelle projektperiode er programmet HAWCModal gjort færdigt. Det er et computerprogram til beregning af de modale egenskaber for en vindmølle under drift somfunktion af omløbstallet. Programmet bygger på den strukturelle modellering i HAWC og benytter samme inputfil. Møllens egenfrekvenser som funktion af omløbstallet beregnes og optegnes i et såkaldt Campbell diagram. De tilhørende egensvingninger kan visesgrafisk for møllen med roterende rotor, hvilket giver et godt indtryk af de forskellige modalformer. Endvidere beregnes strukturdæmpningen for de forskellige modalformer. HAWCModal danner grundlaget for stablitetsværktøjet HAWCStab for en hel mølle, somnu er under udvikling. Med HAWCStab vil man kunne bestemme de aeroelastiske egenfrekvenser for en mølle under drift samt de tilhørende modalformer og dæmpning. Den komplekse bladtipaerodynamik er beregnet for tre forskellige tipudformninger med CFDprogrammet EllipSys3D. Tiphvirvlen er visualiseret, og endvidere er forløbet af lift og drag koefficienten i tipområdet analyseret. Profilberegninger og målinger på ialt 28 profiler er samlet i et profilkatalog, der er lagt på internettet. Data kandirekte downloades og således f.eks. anvendes ved vingedesign. Ud over de emner, der er defineret gennem milepælene, har der været en betydelig indsats indenfor andre områder, bl.a. implementering af en ny aerodynamik i HAWC inklusiv delmodeller for yawog instationært inflow. For at kunne beregne indvirkningen af ulinearitet ved store udbøjninger er der lavet en ny initialisering i HAWC, så en tidssimulering kan beregnes omkring en udbøjet form af rotoren svarende til middelbelastningen for perioden.På den måde kan de væsentligste effekter af ulinearitet simuleres. Indenfor CFD er der arbejdet med transitionsmodellering, og en ny metode er implementeret i EllipSys2D og EllipSys3D. De første resultater ser lovende ud, og bl.a. er der opnået en storforbedring ved beregning på tykke profiler, hvor der tidligere har været store afvigelser i forhold til målinger. En ny formulering af tipkorrektionsmodellen, der indgår i en aerodynamisk beregning med "blade element momentum" (BEM) modellen, er udviklet,og en sammenligning af beregninger og målinger på NREL rotoren testet i NASA Ames vindtunnelen viser god overensstemmelse med den nye formulering.

    AB - I rapporten præsenteres hovedresultaterne fra "Program for Forskning i Aeroelasticitet - EFP-2001", gennemført i et samarbejde mellem Risø, DTU og vindmølleindustrien. Projektet dækker perioden 2001-2002 og er den sidste del af et femårs forskningsprogramindenfor aeroelasticitet. Projektet har i den nævnte periode haft følgende delmål: designværktøj til undersøgelse af dynamisk stabilitet undersøgelse af bladtipaerodynamik og -design på grundlag af 3D CFD beregninger udgivelse af profilkataloglastreduktion ved nye styringsstrategier aeroakustisk modellering af støjudbredelse I den aktuelle projektperiode er programmet HAWCModal gjort færdigt. Det er et computerprogram til beregning af de modale egenskaber for en vindmølle under drift somfunktion af omløbstallet. Programmet bygger på den strukturelle modellering i HAWC og benytter samme inputfil. Møllens egenfrekvenser som funktion af omløbstallet beregnes og optegnes i et såkaldt Campbell diagram. De tilhørende egensvingninger kan visesgrafisk for møllen med roterende rotor, hvilket giver et godt indtryk af de forskellige modalformer. Endvidere beregnes strukturdæmpningen for de forskellige modalformer. HAWCModal danner grundlaget for stablitetsværktøjet HAWCStab for en hel mølle, somnu er under udvikling. Med HAWCStab vil man kunne bestemme de aeroelastiske egenfrekvenser for en mølle under drift samt de tilhørende modalformer og dæmpning. Den komplekse bladtipaerodynamik er beregnet for tre forskellige tipudformninger med CFDprogrammet EllipSys3D. Tiphvirvlen er visualiseret, og endvidere er forløbet af lift og drag koefficienten i tipområdet analyseret. Profilberegninger og målinger på ialt 28 profiler er samlet i et profilkatalog, der er lagt på internettet. Data kandirekte downloades og således f.eks. anvendes ved vingedesign. Ud over de emner, der er defineret gennem milepælene, har der været en betydelig indsats indenfor andre områder, bl.a. implementering af en ny aerodynamik i HAWC inklusiv delmodeller for yawog instationært inflow. For at kunne beregne indvirkningen af ulinearitet ved store udbøjninger er der lavet en ny initialisering i HAWC, så en tidssimulering kan beregnes omkring en udbøjet form af rotoren svarende til middelbelastningen for perioden.På den måde kan de væsentligste effekter af ulinearitet simuleres. Indenfor CFD er der arbejdet med transitionsmodellering, og en ny metode er implementeret i EllipSys2D og EllipSys3D. De første resultater ser lovende ud, og bl.a. er der opnået en storforbedring ved beregning på tykke profiler, hvor der tidligere har været store afvigelser i forhold til målinger. En ny formulering af tipkorrektionsmodellen, der indgår i en aerodynamisk beregning med "blade element momentum" (BEM) modellen, er udviklet,og en sammenligning af beregninger og målinger på NREL rotoren testet i NASA Ames vindtunnelen viser god overensstemmelse med den nye formulering.

    KW - 1-E vind

    KW - Risø-R-1349

    KW - Risø-R-1349(DA)

    M3 - Rapport

    SN - 87-550-3078-5

    BT - Forskning i aeroelasticitet EFP-2001

    ER -

    Aagaard Madsen H, (ed.). Forskning i aeroelasticitet EFP-2001. 2002. 73 p. (Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R; No. 1349(DA)).