46320 Vindmøllelaster, -aerodynamik og -kontrol

2018/2019

Kursusinformation
Loads, Aerodynamics and Control of Wind Turbines
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E5 (ons 8-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og projektarbejde (3-4 studerende pr. gruppe)
13-uger
E5A
Skriftlig eller mundtlig eksamen
Alle opgaver skal afleveres og bestås i løbet af kurset. Den samlede karakter gives på basis af en helhedsvurdering. Hvis der er flere end 40 tilmeldt kurset vil eksamen være skriftlig.
3
Skriftlige hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
45703
45703
46300/46310 , Viden om vindmølleteknologi er påkrævet men dette krav kan erstattes af viden om structurel dynamik og aerodynamik. Programmeringskundskaber f.eks. Matlab, Python, Fortran, Pascal eller C.
Jens Nørkær Sørensen , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 4314 , jnso@dtu.dk
Christian Bak , chba@dtu.dk
Jennifer Rinker , Risø Campus, Bygning 114 , rink@dtu.dk
Athanasios Barlas , Tlf. (+45) 9351 1071 , tkba@dtu.dk
Sergio González Horcas , Risø Campus, Bygning 114 , sgho@dtu.dk
Alan Wai Hou Lio , wali@dtu.dk
David Robert Verelst , Risø Campus, Bygning 114, Tlf. (+45) 4677 4026 , dave@dtu.dk

46 Institut for Vindenergi
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At give de studerende udvidede kundskaber i at modellere og analysere vindmøllers strukturdynamiske, aerodynamiske og kombinerede aeroelastiske egenskaber inklusiv kontrol ved hjælp af analytiske og numeriske metoder, og derved skabe grundlag for at kunne beregne laster på vindmøller i en designproces.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Opstille en strukturel model for en vindmølle og analysere vindmøllens strukturelle dynamik
  • Beskrive svingningsformerne af vindmøller i drift og identificere bidragene af disse svingningsformer i det beregnede aeroelastiske respons af en vindmølle
  • Beskrive Blade Element Momentum teorien til at beregne de aerodynamiske kræfter på en vindmøllerotor, og beskrive dens begrænsninger og de tilføjede delmodeller, der er nødvendige for beregning af realistiske instationære kræfter
  • Anvende metoder til aerodynamisk design af en optimal vindmøllerotor og diskutere de praktiske begrænsninger i forbindelse med f.eks. strukturel stivhed, støj og produktion
  • Beskrive forskellige typer aeroelastisk respons (f.eks. stabilitet og resonans) og deres indflydelse på laster.
  • Beskrive forskellige koncepter for regulering af vindmøller.
  • Implementere en simpel vindmøllekontroller i en aeroelastisk simuleringsmode.
  • Finde den relevante standard for certificering af en vindmølle og anvende denne til at beregne et reduceret lastgrundlag.
  • Beskrive udmattelse- og ekstremlaster af en vindmølle
  • Anvende metoder til at modificere et design af en vindmølle mht. ændrede krav.
  • Dokumentere og forklare de designede vindmølle-modeller, analyser og designvalg.
Kursusindhold
De studerende designer deres egen vindmølle, beregner dens designlaster, og derved arbejder de med flg. emner: metoder til modellering af vindmøllers strukturdynamik, Blade Element Momentum (BEM) teori koblet med instationær aerodynamik, aeroelastisk stabilitet af vindmøller ved egenværdianalyse, metoder til aerodynamisk design af vindmøllerotorer, reguleringskoncepter for vindmøller, tuning af vindmøllekontrollere, certificering standarden for vindmøller, beregning af et reduceret lastgrundlag for en vindmølle.
Teorier, delmodeller og metoder som introduceres i dette kursus, vil være generelt anvendelige i modellering og analyse af vindmøller; dog vil de studerende arbejde med multi-body koden HAWC2 til aeroelastiske simuleringer og HAWCStab2 til aeroservoelastisk modalanalyse af vindmøller. Dele af dette kursus vil gennemføres som E-læring. E-læringstimerne svarer til en arbejdsbyde på ca. 15 timer.
Sidst opdateret
24. juli, 2018