Multi-body dynamik og systemreduktion af ikke-lineære systemer med udgangspunkt i vindmøller

Projektet omhandler multi-body dynamik og systemreduktion af ikke-lineære systemer med udgangspunkt i vindmøller. I Multi-body princippet beskrives hver delstruktur (vinger, transmissionssystem, nacelle, tårn, fundament) for sig og efterfølgende kobles de sammen vha.
Lagrange multiplikatorer til beskrivelse af hele vindmøllens dynamik.

Projektet er et samarbejde mellem AAU, DTU og Siemens Wind Power.
Resultaterne fra de modeller der udvikles igennem projektet sammenholdes med de modeller, der benyttes på Siemens Wind Power. Hermed er det muligt at fastlægge, hvilken betydning det har at forfine eller helt forny nogle af de anvendte modeller i vindmølleindustrien.

Det primære arbejdsområde bliver at modellere vingerne, idet de undergår de største deformationer – helt op til 20% af længden. Derudover virker de primære laster fra vinden på vingerne og for at få en korrekt opførsel af de andre delstrukturer, er det derfor vigtigt, at dynamikken af vingerne beskrives korrekt. Vingerne vil blive modelleret udfra en ikke-lineær bjælkeformulering i et co-roterende koordinatsystem, hvor selve de elastiske deformationer beskrives i et lokalt korrdinatsystem, der følger stivlegemebevægelserne af strukturen. Denne model vil også blive benyttet til beskrive af bl.a. tårnet. For at få en så korrekt beskrivelse som muligt kræves ikke-lineære modeller, hvor det er afgørende, at antallet af frihedsgrader holdes på et minimum for at kunne beregne hele strukturen i real time, hvilket er afgørende, når der senere skal indbygges aktiv kontrol f.eks. i form af pitchstyring. Denne systemreduktion af ikke-lineære tidsvarierende-systemer er på nuværende tidspunkt ikke tilgængelig og vil derfor være et primært arbejdsområde i forbindelse med beskrivelsen af vingerne.

De udviklede modeller af delstrukturene kobles efterfølgende sammen i et decideret FE-program der udvikles løbende igennem projektet.