< Terug naar vorige pagina
Project
virtual prototyping for vibro-acoustic assessment of windturbine drivetrains
Dit proefschrift bespreekt de ontwikkeling van een methodologie en modelleer aanpak met als doel het mechanisch geluid te reduceren van een moderne windturbine aandrijflijn, met een sterke focus op de windturbine tandwielkast. Alhoewel het mechanische geluid niet de dominante geluidsbron van een windturbine is, kan dit mechanisch geluid, in het bijzonder als het hoorbaar is en een uitgesproken tonaal karakter heeft, leiden tot non-conformiteit ten opzichte van de geldende regelgeving omtrent windturbine geluid. Dit weegt des te zwaarder door naarmate de windturbines dichter bij (dicht) bewoonde gebieden geplaatst worden. Dit onderzoek is ontstaan vanuit de kostelijke en tijdsrovende trail-and-error aanpak die momenteel veelvuldig gebruikt wordt om hoorbare mechanische tonaliteitente verzwakken of te verwijderen.
Dit proefschrift focust op de mechanische tonaliteiten afkomstig van de windturbine tandwielkast. Deze mechanische tonaliteiten ontstaan door de interactie van de verschillende tandwielen intern in de tandwielkast en propageren zich, ofwel rechtstreeks door de lucht, ofwel door andere structurele windturbine componenten zoals de toren en de bladen naar buiten. Een mechanische tonaliteit kan op twee verschillende manieren aangepakt worden. De eerste manier probeert de tonaliteit te verzwakken door de bron, in dit gevalde vertanding, te optimaliseren. De tweede manier beïnvloed het propagatie of transfer pad van de bron naar de ontvanger zodanig dat de mechanische tonaliteit door dit transfer pad niet versterkt maar verzwakt wordt. Dit proefschrift onderzoekt de tweede aanpak: het gebruik van virtueleprototype modellen om deze transfer paden te beoordelen en te optimaliseren.
De ontwikkeling van deze methodology kan opgesplitst worden in 3 grote stukken. Eerst worden de individuele componenten van de wind turbine tandwielkast in detail onderzocht en indien nodig experimenteel gevalideerd. Daarna worden deze individuele componenten samengevoegd om zo het model van de volledige windturbine tandwielkast te vormen.De impact van deze individuele componenten op de globale eigenmodes vande tandwielkast worden onderzocht, en daarenboven wordt dit model van de windturbine tandwielkast ook experimenteel gevalideerd. Ten laatste wordt een model van de proefstand met twee tandwielkasten opgesteld. Ook dit model wordt onderzocht en experimenteel gevalideerd. Deze stap voor stap aanpak, alsook de vele experimentele validatie metingen zorgen voor een beduidende stijging in het inzicht en het vertrouwen in het dynamisch gedrag voorspeld door deze virtuele prototype modellen.
Dit proefschift demonstreert deze methodology en modelleer aanpak met behulp van twee optimalisaties. De eerste optimalisatie onderzoekt de invloed van de lagers op de resulterende trillingen, terwijl de tweede optimalisatie de tandwielkast behuizing aanpast om een hoorbare resonantie uithet werkingsgebied van de windturbine te verplaatsen. Beide optimalisaties tonen duidelijk de kracht en het potentieel om pro-aktief, tijdens het ontwikkelprocess van de windturbine tandwielkast, virtuele prototype modellen te gebruiken om zo het geluids- en trillingsgedrag te optimaliseren.
Dit proefschrift focust op de mechanische tonaliteiten afkomstig van de windturbine tandwielkast. Deze mechanische tonaliteiten ontstaan door de interactie van de verschillende tandwielen intern in de tandwielkast en propageren zich, ofwel rechtstreeks door de lucht, ofwel door andere structurele windturbine componenten zoals de toren en de bladen naar buiten. Een mechanische tonaliteit kan op twee verschillende manieren aangepakt worden. De eerste manier probeert de tonaliteit te verzwakken door de bron, in dit gevalde vertanding, te optimaliseren. De tweede manier beïnvloed het propagatie of transfer pad van de bron naar de ontvanger zodanig dat de mechanische tonaliteit door dit transfer pad niet versterkt maar verzwakt wordt. Dit proefschrift onderzoekt de tweede aanpak: het gebruik van virtueleprototype modellen om deze transfer paden te beoordelen en te optimaliseren.
De ontwikkeling van deze methodology kan opgesplitst worden in 3 grote stukken. Eerst worden de individuele componenten van de wind turbine tandwielkast in detail onderzocht en indien nodig experimenteel gevalideerd. Daarna worden deze individuele componenten samengevoegd om zo het model van de volledige windturbine tandwielkast te vormen.De impact van deze individuele componenten op de globale eigenmodes vande tandwielkast worden onderzocht, en daarenboven wordt dit model van de windturbine tandwielkast ook experimenteel gevalideerd. Ten laatste wordt een model van de proefstand met twee tandwielkasten opgesteld. Ook dit model wordt onderzocht en experimenteel gevalideerd. Deze stap voor stap aanpak, alsook de vele experimentele validatie metingen zorgen voor een beduidende stijging in het inzicht en het vertrouwen in het dynamisch gedrag voorspeld door deze virtuele prototype modellen.
Dit proefschift demonstreert deze methodology en modelleer aanpak met behulp van twee optimalisaties. De eerste optimalisatie onderzoekt de invloed van de lagers op de resulterende trillingen, terwijl de tweede optimalisatie de tandwielkast behuizing aanpast om een hoorbare resonantie uithet werkingsgebied van de windturbine te verplaatsen. Beide optimalisaties tonen duidelijk de kracht en het potentieel om pro-aktief, tijdens het ontwikkelprocess van de windturbine tandwielkast, virtuele prototype modellen te gebruiken om zo het geluids- en trillingsgedrag te optimaliseren.
Datum:8 sep 2009 → 21 jan 2015
Trefwoorden:Windturbine
Disciplines:Controlesystemen, robotica en automatisatie, Ontwerptheorieën en -methoden, Mechatronica en robotica, Computertheorie
Project type:PhD project