Program for forskning i aeroelasticitet 2001 - 2002

Projektet indgår som det sidste delprojekt i et fem-årsprogram omkring forskning i aeroelasticitet, gennemført i et samarbejde mellem Risø, DTU og vindmølleindustrien. Projektet dækker perioden 2001-2002 og har i den nævnte periode haft følgende delmål: 1) designværktøj til undersøgelse af dynamisk stabilitet, 2) undersøgelse af bladtipaerodynamik og -design på grundlag af 3D CFD beregninger, 3) udgivelse af profilkatalog, 4) lastreduktion ved nye styringsstrategier aeroakustisk modellering at støjudbredelse. I den aktuelle projektperiode er programmet HAWCModal gjort færdigt. Det er et computerprogram til beregning af de modale egenskaber for en vindmølle under drift som funktion af omløbstallet. Programmet bygger på den strukturelle modellering i HAWC og benytter samme inputfil. Møllens egenfrekvenser som funktion af omløbstallet beregnes og optegnes i et såkaldt Campbell diagram De tilhørende egenformer kan vises grafisk for møllen med rotorende rotor, hvilket giver et godt indtryk af de forskellige modalformer. Endvidere beregnes strukturdæmpningen for de forskellige modalformer. HAWCModal danner grundlaget for stablitetsværktøjet HAWCStab for en hel mølle, som nu er under udvikling. Med HAWCStab vil man kunne bestemme de aeroelastiske egenfrekvenser for en mølle under drift samt de tilhørende modalformer og dæmpning. Den komplekse bladtipaerodynamik er beregnet for tre forskellige tipudformninger med CFD programmet EllipSys3D. Tiphvirvlen er visualiseret, og endvidere er forløbet af lift og drag koefficienten i tipområdet analyseret. Profitberegninger og målinger på ialt 28 profiler er samlet i et profilkatalog,der er lagt på internettet. Data kan direkte downloades og således f.eks. anvendes ved vingedesign. Ud over de emner, der er defineret gennem milepælene, har der været en betydelig indsats indenfor andre områder, bl.a. implementering af en ny aerodynamik i HAWC inklusiv delmodeller for yaw og instationært inflow. For at kunne beregne indvirkningen af ulinearitet ved store udbøjninger er der lavet en ny initialisering i HAWC, så en tidssimulering kan beregnes omkring en udbøjet form af rotoren svarende til middelbelastning for perioden. På den måde kan de væsentligste effekter af ulinearitet simuleres. Indenfor CFD er der arbejdet med transitionsmodellering ved CFD beregninger, og en ny metode er implementeret i EllipSys2D og EllipSys3D. De første resultater ser lovende ud, og bl.a. er der opnået en stor forbedring ved beregning på tykke profiler, hvor der tidligere har været store afvigelser i forhold til målinger. En ny formulering af tipkorrektionsmodellen, der indgår i en aerodynamisk beregning med 'blade element momentum' (BEM) modellen, er udviklet, og en sammenligning af beregninger og målinger på NREL rotoren testet i NASA Ames vindtunnelen viser god overensstemmelse med den nye formulering