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Validierung eines gekoppelten Simulationsmodells schwimmender Windkraftanlagen mit Hilfe von Modellversuchen

Titel: Validierung eines gekoppelten Simulationsmodells schwimmender Windkraftanlagen mit Hilfe von Modellversuchen
Typ:
  • Studienarbeit
  • Bachelorarbeit
  • Diplomarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: laufend

Hintergrund

Die Windenergie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten weltweit als Hauptenergiequelle aus dem Bereich Erneuerbare Energien etabliert. Um den Ausbau der Windenergienutzung auf hohem Niveau aufrecht zu erhalten spielt sowohl die Optimierung bestehender Technologien als auch die Entwicklung neuer, wirtschaftlicher Systeme eine immer bedeutendere Rolle.

Problemstellung

Im Offshore-Bereich bieten schwimmende Strukturen großes Potential, um die Installation zu vereinfachen und an Standorten mit tiefen Gewässern mit über 50m-60m das hohe Windvorkommen wirtschaftlich zu nutzen.
Zahlreiche Simulationsprogramme für eine gekoppelte Berechnung der Bewegung und der Lasten im Zeitbereich existieren bereits. Die komplexe Interaktion aus aerodynamischen und hydrodynamischen Kräften und auch aus der Rotordynamik entstehende Effekte sind aktuell ein zentrales Thema der Forschung. Um Simulationsprogramme zu validieren, werden oft skalierte Modelle des Schwimmkörpers und der Windkraftanlage mit nach Froude skalierten Kräften im kombinierten Wind-Wellenkanal geteste

Aufgabe

In dieser Arbeit soll ein skaliertes Simulationsmodell im Mehrkörpersimulationsprogramm Simpack aufgebaut werden und mit den Messdaten aus dem Projekt INNWIND.EU verglichen werden. Die Experimente wurden im November 2014 an der Ecole Centrale de Nantes/Frankreich durchgeführt. Die zu vergleichenden Testfälle reichen von deterministischen Randbedingungen und Systemidentifikationstests, wie Einschwingversuchen, bis zu stochastischen Seegängen mit laufendem und stehendem Rotor.

Anforderung

Für eine erfolgreiche Durchführung der Arbeit ist Vorwissen im Bereich Strömungsmechanik, Windenergie und dynamischen Systemen notwendig. Erfahrung bei Wellenmodellierung und Schiffbau ist von Vorteil

Rahmenbedingungen:

  • Start: 01.01.2015
  • Abgabe: gemäß Prüfungsordnung
  • Bearbeitung vorzugsweise am Institut
  • Wöchentliche Besprechungen
  • Midterm-Review
  • Abschlusspräsentation
  • Ausarbeitung in LaTeX oder MS Word auf englisch oder deutsch

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