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TU Berlin

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Qblade

QBlade ist ein Open-Source-Windkraftanlagen-Design-und-Simulationstool, das im Rahmen einer Diplomarbeit an der TU-Berlin entstanden ist. Ziel der Arbeit war die Erstellung einer "all-in-one" Lösung zum Design und zur aerodynamischen Berechnung von WKA-Rotoren. Das Programm ist unter der General Public License (GPL) veröffentlicht.

Download und Projekthomepage qblade.de.to

wesentliche Merkmale

Qblade verfügt über eine komfortable grafische Benutzeroberfläche und ist nahtlos in den Profilsimulator XFOIL integriert. Die Einbettung in XFOIL erlaubt es dem Benutzer, maßgeschneiderte Flügelprofile zu erstellen, deren Profilpolare zu berechnen, auf einen Anstellwinkelbereich von 360° zu extrapolieren und direkt in eine Windkraftanlagen Simulation zu integrieren. Dadurch wird der Import und Export von Profildaten zwischen verschiedenen Codes überflüssig.

Zusätzlich verfügt QBlade über ein vielseitiges Postprocessing und erlaubt so die Einsicht in alle relevanten Blatt- und Rotorvariablen, um so Rotordesigns und Simulationen zu vergleichen und zu analysieren.

Qblade kann außerdem als modulare und benutzerfreundliche Plattform für zukünftige Projekte dienen, bei denen die Möglichkeiten von manuellem und parametrischem Profildesign kombiniert werden mit WKA-BEM-Simulationen.

Featureliste

  • Extrapolation von Profilpolaren auf einen Bereich von 360° (nach Viterna und Corrigan)
  • Rotorblatt Design und Optimierung (3D) mit in XFOIL generierten oder importierten Profilpolaren
  • WKA Erstellung durch Definition von Rotor, Kontrollmechanismen, Generatoren und Verlusten
  • Rotorsimulation über einen Bereich von Schnelllaufzahlen
  • WKA Simulation über einen Bereich von Windgeschwindigkeiten
  • Jahresertragsberechnung mit Weibull Verteilung
  • Manuelle Auswahl von BEM Korrekturalgorithmen
  • Manuelle Auswahl aller Simulationsparameter
  • Visualisierung und Export aller Simulationsdaten
  • Export der Blattgeometrie
  • Speichern und Laden von Projekten, Rotoren, Polaren und Simulationsergebnissen

weitere Details

QBlade ist ein Auslegungs- und Simulationstool für Windkraftanlagen mit horizontaler Rotationsachse. Das Simulationsmodul basiert auf der Blade Element Momentum (BEM) Methode und ist in die Profil-Simulations-Software XFOIL integriert. Das Design Modul erlaubt dem Benutzer komfortables Design, geometrische Optimierung und Skalierung von Rotorblättern. Im Simulationsmodul können, durch XFOIL erstellte oder importierte, Profilpolare auf einen Anstellwinkelbereich von 360° (nach dem Modell von Viterna und Corrigan) extrapoliert werden. Die erstellten Rotoren können mittels der BEM Methode über einen Bereich von Schnelllaufzahlen simuliert werden. Aus einem Rotor und verschiedenen Steuerungs- und Regelungsparametern kann eine Windkraftanlage definiert und über einen Bereich von Windgeschwindigkeiten simuliert werden. Verschiedene Korrekturalgorithmen, um die Blattspitzenumströmung oder dreidimensionale Effekte zu berücksichtigen, sind in der Software implementiert. Diese und alle anderen Simulationsparameter werden von Benutzer frei gewählt. Im Postprocessing können die verschiedenen Simulationen miteinander verglichen werden um die genauen Verläufe von über 30 Globalen und Lokalen Variablen und deren Einflüsse auf die Rotorleistung zu untersuchen. Der große Vorteil der Implementierung des BEM Moduls in XFOIL besteht darin, dass Profile in XFOIL erstellt, simuliert und direkt einem Rotor zugeordnet werden können, das Importieren vom Polaren entfällt damit. Zusammen mit der "dynamic coordinate mixing" Funktionalität von XFOIL ergeben sich so neue Möglichkeiten des schnellen, effizienten und komfortablen Rotordesigns.

Zusatzinformationen / Extras