Innovative CAE/testing solutions for wind turbines

Autor/autori: Dan PREDICĂ, Petru Cristinel IRIMIA, Nicolae VASILIU

Rezumat: O provocare majoră a omenirii secolului 21 este asigurarea durabilă şi accesibilă a energiei necesare, fără poluare şi în condiții de siguranță. A crescut foarte mult, în special în Europa, interesul înlocuirii combustibililor fosili cu surse de energie regenerabilă cum este energia eoliană. Există mai multe motive care explică această tendință: poluarea, dependenţa economiilor europene de importul combustibililor fosili, resursele limitate ale acestora şi considerarea energiilor regenerabile ca o alternativă durabilă. Autorii prezintă aspecte ale modelarii şi simulării proceselor pentru o descriere cât mai aproape de realitate a sistemelor complexe din turbinele eoliene. Este utilizată ingineria hibridă, în care sunt abordate simultan diferite domenii fizice: structuri mecanice, probleme de zgomote şi vibrații, elemente de acustică, dinamică şi durabilitatea sistemelor. Inițial este realizată modelarea şi simularea componentelor, iar în final este analizată comportarea globală a turbinei eoliene. Model Based Systems Engineering (MBSE) permite analiza simultană a modelelor matematice precum şi proiectarea şi testarea sistemelor de comanda şi control asociate echipamentelor complexe ale unei turbine eoliene. Materialul din lucrare abordează următoarele aspecte tehnice ale unei turbine eoliene: analiza multicorp (MBS – multi-body systems), estimarea durabilității componentelor şi simularea problemelor acustice

Cuvinte cheie: turbină eoliană, durabilitate structurală, sisteme multi-corp, zgomote şi vibrații

Abstract: A major challenge to mankind in the 21st century is to supply a sustainable, clean and affordable energy in a safe manner. The interest for replacing fossil fuel in the energy mix partly by renewable energy sources, such as wind energy, has increased, especially in Europe. This trend is driven by the following motives: pollution aspects, the dependence of the European economy on the import of fossil fuel, the fossil fuel has limited resources on earth and the renewable energy can be considered as a durable alternative. The authors present the development of a consistent modeling and simulation approaches to correctly describe the realistic behavior of wind turbines. The Hybrid Engineering allows simulation and optimization of the performance of mechanical systems for structural integrity, noise and vibration, acoustics, system dynamics and durability, from the initial concept to the complete modeling and simulation of components and the full wind turbine. MBSE Engineering lets to create and run multi-physics simulation models to analyze and design the associated complex control systems. The following wind turbine problems are briefly presented: Multibody simulation, Durability simulation, Acoustics simulation

Keywords: Wind Turbine, Structure Durability, Multi-Body System, Noise and Vibration

DOWNLOAD PDF