Logo Landing Page Logo HAW Hamburg

Berechnung der reibungsfreien Strömung in Rotoren von Windkraftanlagen

Dieter Lindemann

Abstract
Zweck - Die Strömung im Windrad soll mit einem Computerprogrammen berechnet werden, das auf der Potentialtheorie beruht. Vorteil ist, daß dabei lediglich die geometrischen Daten des Windrades als Eingabeparameter erforderlich sind. Auftriebs- und Widerstandsbeiwert der Flügelprofile werden nicht benötigt. --- Methodik - Zu einem bestehenden FORTRAN-Rechenprogramm (Panelverfahren) wurde ein Modul zur Bereitstellung der Rotorblattgeometrie entwickelt. Zur Erfüllung der Kutta-Joukowski-Abflussbedingung an der Profilhinterkante wurden verschiedene Nachlaufmodelle (Wirbelleiter) erstellt und getestet. Aus den berechneten Drücken an den Rotorblättern wurden die für Windradberechnungen üblichen Kennzahlen ermittelt und mit Werten aus der Literatur verglichen, die an den modellierten Windrädern gemessenen wurden. Weiterhin wurden die Ergebnisse aus dem Panelverfahren verglichen mit Rechenergebnissen nach der Blade Element Momentum Theory (BEMT). --- Grenzen der Anwendbarkeit - Angenommen wurde eine achsparalleler Anströmung (stationäre Strömung im Relativsystem), mit der auf diese Weise nur Horizontalachsrotoren modelliert werden können. --- Ergebnisse - Die Windradleistung wurde mit dem Panelverfahren deutlich zu hoch abgeschätzt. Grund dafür war, daß das Panelverfahren nur den induzierten Widerstand berücksichtigt, nicht aber den Reibungswiderstand. Weiterhin werden die Profile in der Nähe der Nabe mit sehr hohen Anstellwinkeln angeströmt. Das führt in der Praxis zu Ablösungen, die vom Panelverfahren nicht berücksichtigt werden. Darüberhinaus sind die Ergebnisse sehr stark abhängig von der Modellierung der Wirbelleiter. Hier konnten keine abschließenden Antworten auf die erforderliche Gestalt der Wirbelleiter gefunden werden. Die Ergebnisse aus der Blade Element Momentum Theory zeigten hingegen eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten. --- Bedeutung in der Praxis - Selbst bei Überwindung der dargestellten Schwierigkeiten, wird die praktische Nutzbarkeit des Panelverfahrens für eine Windradrechnung derzeit noch durch die extrem langen Rechzeiten eingeschränkt. Rechnungen nach der Blade Element Momentum Theory zeigen hingegen kurze Rechenzeiten und sind bis auf weiteres zu empfehlen.

Download full text: PDF/A TextLindemannDiplom.pdf    Size:  29M
Date:1988-02-19
Type of work: Diplomarbeit
Advisor:Alexander Wiedermann
Examiner:Ingolf Teipel
University:Universität Hannover, Germany
Published by:Aircraft Design and Systems Group (AERO), Department of Automotive and Aeronautical Engineering, Hamburg University of Applied Sciences
This work is part of:transparent pin for text alignment Digital Library - Projects & Theses - Prof. Dr. Scholz --- http://library.ProfScholz.de pin
 
PERSISTENT IDENTIFIER:
URN: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:18302-aero1988-02-19.017 (to reach this page)
DOI:https://doi.org/10.15488/9410
ARK:https://n2t.net/ark:/13960/s2ks40984rx
Associated research data:https://doi.org/none    (none)
URLs registered with URN: Show all links associated with this text!
 
CATALOG ENTRY:
DNB: Check inclusion of this title in German National Library!
WorldCat: Check inclusion of this title in WorldCat!
DataCite: Check inclusion of this title in DataCite!
Google Scholar: Check inclusion of this title in Google Scholar!
Semantic Scholar: Check inclusion of this title in Semantic Scholar!
OpenAIRE: Check inclusion of this title in OpenAIRE!
BASE: Check inclusion of this title in BASE!
CORE: Check inclusion of this title in CORE!
Google: Check inclusion of this title in Google!
 
Keywords, German (GND): Windenergie,   Windturbine,   Aerodynamik,   Panelverfahren
Keywords, English (LCSH): Wind power,   Wind turbines,   Aerodynamics,   Computational fluid dynamics
Keywords, free: Potenzialströmung, FORTRAN, Windrad, Horizontalachsrotor, Aerodynamisches Profil, Wirbelleiter, Fluid dynamics, Wind energy conversion systems, Aerofoils, potential flow, panel codes, Blade Element Momentum Theory, Vortex Theory, Strip Theory, CFD, BEMT
DDC: 621.312136,    629.1323,    518
RVK: ZL 5410

© This work is protected by copyright

The work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License
CC BY-NC-SA
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0

CC-BY-NC-SA

Any further request may be directed to:
Prof. Dr.-Ing. Dieter Scholz, MSME
E-Mail see: http://www.ProfScholz.de

VISIBILITY:  (more)

Share this text:
Twitter LinkedIn Facebook XING Mendeley InternetArchive E-Mail

Print Friendly and PDF

Quote this text:
ISO 690:
LINDEMANN, Dieter, 1988. Berechnung der reibungsfreien Strömung in Rotoren von Windkraftanlagen. Diplomarbeit. Universität Hannover, Institut für Mechanik. Available from: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:18302-aero1988-02-19.017 [viewed YYYY-MM-DD].

Major results / graphical abstract:
Major results / graphical abstract

Front page:
Cover Page


LAST UPDATE:  22 November 2021
AUTHOR:  Prof. Dr. Scholz
IMPRESSUM (PDF)

E-Mail-Address
home  Prof. Dr. Scholz
home  Aircraft Design and Systems Group (AERO)
home  Aeronautical Engineering
home  Department of Automotive and Aeronautical Engineering
home  Faculty of Engineering and Computer Science
home  Hamburg University of Applied Sciences