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Arbeitsgruppe

Konzeptentwurf und Systemsimulation

Aero-servo-hydro-elastischen Simulationen des Gesamtsystems Windenergieanlage

Die Arbeitsgruppe „Konzeptentwurf und Systemsimulation“ am Stuttgarter Lehrstuhl für Wind Energie beschäftigt sich primär mit der numerischen aero-servo-hydro-elastischen Simulation des Gesamtsystems Windenergieanlage, onshore und offshore. Darüber hinaus werden simulationbasiert Designkonzepte im Bereich der Substrukturen für schwimmende Windenergieanlagen entwickelt.

Schwerpunkte

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Am SWE werden die Simulationscodes FLEX5, SIMPACK, GH Bladed, FAST und MATLAB verwendet, welche die Dynamik des Gesamtsystems, einschließlich den äußeren Wind- und Wellenlasten, der Aeroelastizität und des Reglers in jeweils unterschiedlichen und geeigneten problem-spezifischen Detailtiefen abbilden. Die Modelle werden weiterentwickelt und angewendet, um spezifische Fragestellungen, insbesondere bzgl. Lasten auf das Gesamtsystem, detailliert zu untersuchen. Dabei liegen besondere Schwerpunkte auf Mehrkörpersimulationen mit der genauen Modellierung der Blatt-Aeroelastik mit nichtlinearen modalen Methoden, der Simulation der Aerodynamik mit BEM, Potentialströmung und CFD Methoden, der Abbildung der Hydrodynamik mit Morison, linearer Hydrodynamik und CFD basierten Ansätzen, der dynamischen nichtlinearen Simulation des Vertäuungssystems, sowie der Entwicklung vereinfachter Simulationsmodellen zur Verwendung in der Regelung.

Die aus Simulationen gewonnen Erkenntnisse werden genutzt um Konzeptstudien zu betreiben, z.b. die Auslegung von schwimmenden Offshore Plattformen oder der Entwurf innovativer Regelungskonzepte. Eine Validierung der Simulationsdaten mit Messdaten wird ebenfalls durchgeführt. Die Arbeitsgruppe ist eng verknüpft mit den Gruppen „Versuch und Messtechnik“ und „Regelung, Optimierung und Monitoring“, welche numerische Gesamtsystem Simulationen in Ihrem jeweiligen Kontext ebenfalls nutzen.

Team KESS

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Team: Konzeptentwurf und Systemsimulation