Program for forskning i aeroelasticitet

Projektet er en del af et løbende 5 års forskningsprogram indenfor aeroelasticitet, og en væsentlig del af projektindsatsen har været indenfor seks specifikke milepæle. De mest markante resultater beskrives nedenfor. Herudover henvises til projektets afsluttende oversigtsrapport, hvor også en samlet oversigt over publiceret materiale fra projektet findes. Projektet har i perioden 1999-2000 haft følgende milepæle: 1) Vindtunnelafprøvning af NACA 63-415 profilet med modificeret forkant. 2) Detaljeret verifikation af 3D Computational Fluids Dynamics (CFD) beregning med programmet EllipSys3D på National Research Energy Laboratory's (NREL) 10 m rotor. 3) Udvikling af model for profilruhed. 4) Aeroelastisk modellering af rotor med felxible vinger. 5) Laster som følge af regulering - aktivt stall - pitch regulering - var. omløbstal. 6) Aeroakustisk modellering af støjudbredelse fra vingeprofil. Et NACA 63-415% profil med en modificeret forkant er blevet afprøvet i en vindtunnel. Modifikationen af forkanten er udformet m.h.b. på at reducere tendensen til dobbelt stall, og vindtunnelmålingerne ser ud til at bekræfte dette. Herudover har det modificeredeprofil en række forbedrede egenskaber: forbedret glidetal, mindre følsomhed overfor ruhed og forbedret aerodynamisk dæmpning i kantretning. Der er gennemført en række 3D CFD rotor beregninger med EllipSys3D på en 10 m vindmøllerotor, der er blevet afprøvet i NASA Ames 24x36 m vindtunnel i foråret 2000. De eksperimentelle resultater er ikke frigivet endnu, men det forventes, at der kan udføres en detaljeret verifikation af EllipSys3D såvel som andre såkaldte ingeniørmodeller, der er implementeret i de aeroelastiske programmer, på baggrund af disse detaljerede måledata. Vindmøllevinger vil altid i større eller mindre grad blive ru på overfladen p.g.a. snavs og insekter. Derfor er der udviklet en delmodel for ruhed til CFD programmet EllipSys, så profilkarakteristikker nu kan beregnes for forskellige grader af ruhed. Endvidere er der udviklet en fænomenologisk model for simulering af vortex generatorer. Begge modeller er verificeret mod eksperimentelle resultater med godt resultat. Muligheden for flutter instabilitet for vinger med stor fleksibilitet er undersøgt ved dels en simpel 2D model for en vingesektion og ved fuldt aeroelastiske beregninger med det aeroelastiske program HawC. Hovedresultatet er, at flutter sandsynligveis ikke er et problem for aktuelle vingedesign, men at det i fremtiden bør indgå som en del af vingedesignprocessen, specielt hvis udviklingen går mod større tiphastighed og lavere torsionsfrekvens. Sammenhængen mellem udmattelseslaster og forskellige styringsstrategier er undersøgt, for normal drift såvel som for driftssituationer med fejl i styringen af pitch. For høje vindhastigheder er den pitchregulerede mølle generelt lavere belastet en møllen med stall regulering og aktiv stall. Fejlsituationer kan bidrage betydeligt til vingelasterne, medens nikke-, krøje- og tårnlaster kun påvirkes i begrænset omfang