Forskning i aeroelasticitet EFP-2004

Denne rapport indeholder resultater fra Energi Forsknings Projektet ”Program for Anvendt Aeroelasticitet” (EFP 2004), der dækker perioden 1. april 2004 til 31. marts 2005. Projektets parter er Forskningscenter Risø og Danmarks Tekniske Universitet (DTU).Hovedresultaterne fra projektet er: På baggrund af en analyse af NREL/NASA Ames eksperimentet med en mølle i en vindtunnel er der formuleret en ny model til 3Dkorrektion af profildata til brug i aeroelastiske koder. En anvendelse af modellen på trerotorer, hvor der også er målinger, indikerer, at lastfordelingen bestemmes mere korrekt i forhold til eksisterende 3D-korrektionsmodeller. En nærkølvandsmodel, oprindeligt udviklet for beregning af aerodynamiske laster på helikopterrotorer, erimplementeret til beregning af dynamisk induktion på vindmøllerotorer. Sammenlignet med BEM modellen, der normalt benyttes i aeroelastiske modeller, har den en række fordele, og det forventes, at eksempelvis den aerodynamiske dæmpning vil kunne beregnesmere nøjagtigt med den nye model sammenlignet med BEM modellen. En detaljeret sammenligning af de aeroelastiske modeller FLEX5 og HAWC har vist, at der ikke er modelmæssige forskelle som kan give anledning til stor forskel i de beregnede laster.Sammenligningen har vist, at det snarere er i anvendelsen af modellerne, der kan opstå forskelle som i visse tilfælde kan føre til store forskelle i beregnede laster. En model for pitchservo dynamikken på en moderne mølle er opstillet og implementeret iHAWC2. Konklusionen fra en undersøgelse af betydningen af pitchservo-karakteristikken var bl.a., at kobling mellem struktur/aerodynamik med pitch aktuator kan være af betydning, især for lasterne på selve aktuatoren, samt at store udbøjninger kobler tilpitchmoment og dermed også til vridning af vinge og vingeleje. En ulineær stabilitetsanalyse er udført, hvor periodiske belastninger medtages og sammenlignes med en lineær stabilitetsnalyse, som anvendes i HAWCStab. For et profil med nær nul aerodynamiskdæmpning i en svingningsretning, afhænger den aerodynamiske kraft i denne retning mest af kvadratet på profilets hastighed. Den lineære dæmpning ændres kun lidt af profilets tvungne svingning. Det nuværende HAWCStab antages at kunne forudsige den midledeaeroelastiske dæmpning for møllers svingningsformer under drift.