CFD-Modellierung der Rotor-Rotor-Interaktion von Multirotorwindenergieanlagen

Abstract

In dieser Arbeit wird eine CFD-Simulation zur Bestimmung der Rotor-Rotor-Interaktion an Multirotor- Windenergieanlagen aufgebaut. Dafür wird zuerst eine Literaturrecherche durchgeführt, um daraus Informationen für dieses Modell zu gewinnen. Auf der Basis dieser Recherche wird das Modell aufgebaut. Dabei wird das Modell auf zwei Rotorblätter, die miteinander interagieren vereinfacht. Als Geometrie wird dafür der Rotor der DTU 10MW genutzt. Als Programm wird ANSYS Fluent verwendet. Das SST − k − ω−Turbulenzmodell wird genutzt. Aus der Simulation werden die Lasten am Rotorblatt ausgewertet. Das Schwenkmoment des Rotorblatts steigt bei einer Windgeschwindigkeit von 12 m/s und einem Abstand von 0, 005 · R um ungefähr 1, 5%. Die Schubkraft steigt um 0, 8%. In einer anschließenden Parameterstudie wird der Einfluss des Abstands und der Windgeschwindigkeit untersucht.

In this work, a CFD simulation is conducted to determine the rotor-rotor interaction in multi-rotor wind turbines. First, a literature review is performed to gather information for this model. Based on this research, the model is developed. The model is simplified to two interacting rotor blades. The rotor of the DTU 10MW turbine is used as the geometry. ANSYS Fluent is utilized as the simulation software. The turbulence model used is the SST −k−ω−model. The loads on the rotor blades are evaluated from the simulation. The blade’s edgewise moment increases by approximately 1.5% at a wind speed of 12 m/s and a distance of 0.005·R. The thrust force increases by 0.8%. A subsequent parameter study examines the influence of the distance and wind speed.