Development of a high fidelity finite element model of a wind turbine blade via modal testing
Bir rüzgar türbini kanadının yüksek sadakatli sonlu elemanlar modelinin modal testler yardımıyla geliştirilmesi
- Tez No: 416395
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Hava ve Uzay Hekimliği, Havacılık Mühendisliği, Energy, Air and Space Medicine, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Yatay eksenli, 5 metre uzunluğunda, optimize bir rüzgar türbini kanadının tasarımı; rüzgardan yüksek verimlilikte tork elde etme gereksinimleri sağlamak amacına yönelik bir araştırma ve geliştirme projesidir. Bu bağlamda burada, bir kompozit rüzgar türbini kanadının yapısal karakteristiklerinin incelenmesine sonlu elemanlar modelleme ve deneysel modal analizler ile odaklanan bir araştırma çalışması sunulmaktadır. Öncelikle, kanat üzerinde çeşitli algılayıcı ve uyarıcı kombinasyonları kullanılarak modal testler icra edilmiştir. Kanat geometrik özelliklerinin CATIA yazılımı yardımıyla çizilmesini takiben, malzeme olarak iki farklı cam elyaf kumaş, polimerik köpük çekirdek malzemesi ve çelik-balsa ahşap birleşimi kullanılmış ve kanadın yapısal parçalarının sonlu elemanlar modellemeleri MSC© PATRAN yazılımında çeşitli ağlar yaratılmak suretiyle tamamlanmıştır. Ayrıca, sonlu elemanlar ağından bağımsızlık kriteri de dikkate alınarak, MSC© NASTRAN yazılımı tüm dinamik analizlerde çözücü olarak kullanılmış ve yapının doğal frekansları ve bu frekanslara karşılık gelen biçim şekilleri ilk üç düzlem dışı eğilme, ilk düzlem içi eğilme ve ilk burulma şekillerine odaklanarak elde edilmiştir. Tüm bu analizlerde, serbest-serbest ve ankastre durumlar kanat sınır koşulu olarak alınmıştır. Son olarak, daha önce elde edilmiş olan deneysel modal analiz sonuçları FEMTools yazılımı ile birlikte rüzgar türbini kanadının yüksek sadakatli sonlu elemanlar modelini elde etmek için düşük sadakatli modelin güncellenmesinde kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The design of an optimised horizontal axis 5-meter-long wind turbine rotor blade, is a research and development project, in order to fulfil the requirements of high efficiency torque-from-wind production. For this purpose, a research study is presented here, by investigating the structural characteristics of a composite wind turbine blade via finite element modelling and experimental modal analysis. At first, modal tests are performed by using various sensor-actuator pair combinations. After that the geometry was drawn via CATIA software. The materials are assigned as; two different types of glass fabrics, polymeric foam core material and steel-balsa wood combination and the finite element model of the blade was generated via MSC© PATRAN software with various meshes created on each structural part of the blade. MSC© NASTRAN was used as a solver for the dynamic analyses in order to obtain the natural frequencies and the corresponding mode shapes, namely; the first three out-of-plane bending, the first in-plane bending and the first torsional ones. Mesh independency check is also made before the analyses. In all analyses, the blade's boundary conditions are set as free-free and fixed-free. Finally, the experimental modal analysis results are used to update the low fidelity model via FEMTools software in order to obtain a high fidelity finite element model of the wind turbine blade.
Benzer Tezler
- Hemodynamic characterization of heart and venous valves based on multi-phase blood flow and FSI modelling
Çok fazlı kan akışı ve FSI modellemesine dayalı kalp ve venöz kapakçıkların hemodinamik karakterizasyonu
REZA DARYANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Otomotiv sektöründe dinamik yüklere maruz bir kaynaklı bağlantı için yorulma dayanımı değerlendirmesi
A fatigue damage assessment of welded joints under dynamic loading in automotive industry
SERKAN ORHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Değişken rezolüzyonlu görüntü örnekleyici
Multi resolution image sampler
RIZA CAN TARCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. M. SAİT TÜRKÖZ
- Çok-doğruluklu temsili modelleme ile aeroelastik tasarım optimizasyonu uygulaması
Implementation of an aeroelastic design optimization with multi-fidelity surrogate modelling
ENES ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- A finite volume based in-house large eddy simulation solver for turbulent flows in complex geometries
Karmaşık geometrilerde türbülanslı akışlar için sonlu hacimler yöntemine dayanan özgün büyük girdap benzetimi çözücüsü
SARP ER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR