IEA Wind Task 29 Mexnext-II, Modelvalidering

Institut for Vindeenergi (DTU Vindenergi)

Formålet med deltagelse i IEA Annex 29 Mexnext II er at validere og forbedre en række forskellige aerodynamiske og aeroelastiske beregningsmodeller, der benyttes i både forskningsinstitutioner og i industrien. Hermed vil projektet bidrage til at reducere de sikkerhedsfaktorer knyttet til beregningssikkerheden, der indgår ved certificering af vindmøller.

Projektets formål er gennem deltagelse i IEA Annex 29 Mexnext II at validere og forbedre en række forskellige aerodynamiske og aeroelastiske beregningsmodeller, der benyttes i forskningsinstitutioner såvel som i industrien. Hermed vil projektet bidrage til at reducere de sikkerhedsfaktorer knyttet til beregningsusikkerheden, der indgår ved certificering af vind-møller. 2
Projektbeskrivelse

Formålet med dansk deltagelse i IEA Annex 29 MexNext II er at bidrage til en international opbygning af en database med detaljerede eksperimentelle aerodynamiske data, som kan bruges til at undersøge grundlæggende aerodynamiske forhold samt til at validere numeriske modeller. På den måde vil projektresultaterne i det lange løb udgøre en basis for reduktion af de sikkerhedsfaktorer, der benyttes ved certificering af vindmøller, for at tage højde for beregningssikkerhed. Lavere sikkerhedsfaktorer ved beregning af lasterne vil føre til mindre materialeforbrug i vindmøllerne og således i sidste ende til billigere vindproduceret el.
Som navnet (MexNext II) antyder, er der en tæt sammenhæng med det tidligere MexNext, støttet under EUDP 2008. Den væsentligste forskel er, at i MexNext II vil dataanalyseprocessen blive udvidet til at omfatte en række datasæt fra aerodynamiske eksperimenter i forskellige lande, hvor MexNext analysen kun omfattede det såkaldte MEXICO datasæt. MEXICO er en forkortelse for "Model Experiments in Controlled Conditions" og betegner et stort eksperiment med detaljerede aerodynamiske målinger på en 5m diameter vindmøllerotor, gennemført i 2006 med dansk deltagelse.
Projektet er opdelt i 4 arbejdspakker:

WP 1) Identifikation og evaluering af brugbarheden af en række forskellige eksisterende datasæt;

WP 2) Processering af dataene til et fælles format og vurdering af nøjagtigheden af dataene;

WP 3) Definition af en række testeksempler og simulering af disse med forskellige beregningsmodeller;

WP 4) Dybere undersøgelse af en række grundlæggende aerodynamiske fænomener som f.eks. tredimensionelle effekter på profildata.
 

DTU vil i projektarbejdet benytte en række forskellige beregningsprogrammer, velkendte indenfor forskningsverdenen såvel som i industrien. Det er bl.a. CFD programmet EllipSys3D, en aktuatorlinje model baseret på EllipSys3D og det aeroelastiske program HAWC2. Også et nyudviklet program Q3uic, der er et beregningsprogram meget hurtigere end CFD modellerne, vil blive benyttet til at beregne 3D effekter på profildata.

Resultater

Gennem de 3 års projektarbejde i Mexnext II har 20 førende institutter arbejdet tæt sammen omkring vindmølleaerodynamik. Flere gamle eksperimentelle datasæt er gennemgået og vurderet ud fra egnethed til modelvalidering og evt. manglende information og nu lagt ind i Mexnext databasen.


To større modelvalideringsrunder er gennemført indenfor projektet; én for konstant og uni-form indstrømning til vindmøllerotoren og én for skæv indstrømning (yawfejl). DTU har del-taget i begge runder med flere modeller: HAWC2, EllipSys3D, Actuator Line (AL), BEM, hvil-ket har givet værdifuld indsigt i modellernes nøjagtighed og dermed omkring hvilken model, der kan benyttes i forskellige driftssituationer. Endvidere har DTU været leder af to tasks: 4.3 "Undersøgelse omkring indfaldsvinkel" og 4.8 "Dynamisk Inflow", hvor der er gennemført en grundlæggende undersøgelse af disse størrelser/mekanismer.
 

Key figures

Periode:
2012 - 2014
Bevillingsår:
2012
Egen finansiering:
0,33 mio.
Støttebeløb:
0,76 mio.
Støtteprocent:
70 %
Projektbudget:
1,09 mio.

Kategori

Oprindelig title
Dansk deltagelse i IEA Wind Task 29 Mexnext-II - Modelvalidering
Program
EUDP
Fælles overordnet teknologiområde
Vind
Projekttype
IEA
Journalnummer
64012-0146

Dokumenter

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU) 0.78 mio. 0.33 mio.

Kontakt

Kontakperson
Helge Aagaard Madsen
Adresse

Tlf. 4677 5047

Email
hama@dtu.dk