Aerodynamisches Rotormodell für die Drehschwingungssimulation von Windenergieanlagen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den für den Triebstrang relevanten Wechselwirkungen zwischen dem aerodynamischen System und dem mechanischen System bei Windenergieanlagen. Dazu wird das Simulationsprogramm DRESP um ein geeignetes Rotormodul erweitert. Die aerodynamischen Lasten werden durch die klassische Blattelement-Impulstheorie, die um ein Dynamic Stall Modell und ein Dynamic Inflow Modell in Differentialgleichungsform sowie durch ein Schräganströmungsmodell erweitert wurden, beschrieben. Der im Rotormodul implementierte Windgenerator, der in der Lage ist sowohl das vertikale Windprofil als auch die stochastischen Windschwankungen zu erzeugen, vervollständigt das Modul und ermöglicht so Triebstränge von Windenergieanlagen in den verschiedenen Betriebszuständen zu untersuchen. Das implementierte Rotormodul wird exemplarisch an einem Triebstrang einer Windenergieanlage anhand vorliegender Messdaten verifiziert. Abschließend wird die Wirkung der einzelnen vom Wind ausgehenden Anregungen auf den Triebstrang untersucht.