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Superelement-based acceleration of finite-element simulations of wind turbine rotors

  • Florian Schleich*
  • , Zijian Chen
  • , Matthis Graßmann
  • , Claudio Balzani
  • , Matthias Stammler
  • *Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftKonferenzaufsatz in FachzeitschriftForschungPeer-Review

Abstract

Large numbers of wind turbine rotor finite-element simulations are required for blade bearing raceway and ring fatigue calculations. Finite-element rotor models come along with a complex nonlinear model behaviour and a high number of degrees of freedom due to the necessity of considering the blade bearing's surrounding structures. For that reason, accelerating such simulations is of particular interest for the iterative design process. This study focuses on different superelement configurations for the rotor model of the IWT 7.5-164 reference turbine. The blade bearing's resulting contact forces and contact angles are analysed for 18 load steps throughout an exemplary rotor rotation and the respective model results are compared to each other. The results show that implementing superelements in the rotor model significantly increases the computational efficiency with an acceptable loss of accuracy in terms of the blade bearing's internal loads. Furthermore, it is shown that such models outperform the acceleration and especially accuracy achieved by the usage of a one-third rotor model.
OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer052029
Seitenumfang10
FachzeitschriftJournal of Physics: Conference Series
Jahrgang2767
Ausgabenummer5
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2024
VeranstaltungScience of Making Torque from Wind, TORQUE 2024 - Florence, Italien
Dauer: 29 Mai 202431 Mai 2024

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs)

2015 einigten sich die UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung von Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Hiermit leisten wir einen Beitrag zu folgendem/n Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung (SDGs):

  1. SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
    SDG 7 Erschwingliche und saubere Energie

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Maschinenbau

Fachgebiet (basierend auf ÖFOS 2012)

  • Maschinenbau

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