Konzeptionierung und Simulation einer Rotorblattwurzel für Gezeitenströmungsturbinen in Hybridbauweise

  • Projekt-/Abschlussarbeit
  • Stade

Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Am Forschungszentrum CFK Nord in Stade entwickelt das IFW zusammen mit internationalen Partnern in einem Deutsch-Kanadischen Kooperationsprojekt eine neue Generation von Rotorblättern für den Einsatz in Gezeitenströmungsturbinen. Zunächst erfolgt eine konzeptionelle Entwicklung der Lasteinleitung an der Rotorblattwurzel, die anschließend in einem numerischen Modell untersucht wird. Für die Auslegung der hybriden Bauweise soll ein Finite-Elemente-Modell des Rotorblattes unter Abbildung der Mischbauweise erstellt werden. Ziel der Entwicklung des Modells ist der numerische Nachweis der strukturellen Festigkeit des hybriden Bauteilbereichs unter gegebenen Betriebslasten und die Bauteilreaktion, insbesondere der sich einstellende Anstellwinkel des Rotorblattes in der Strömung unter Last.
Als Ergebnis liefert das Modell eine globale Übersicht der Faser- und Zwischenfaserbruchanstrengungen für den FKV-Bereich und eine Übersicht der Dehnungen im metallischen Bereich. Innerhalb einer Masterarbeit erfolgt die Implementierung der Rotorblattstruktur inkl. der jeweiligen materialseitigen Eigenschaften der unterschiedlichen Bauteilbereiche. Die Erstellung des Modells erfolgt in Ansys. Die Bearbeitung der Aufgabenstellung ist sowohl vom Heimatort, als auch im CFK Nord in Stade möglich.

Teilaufgaben:

  • Einarbeitung in die bisherigen FEM Modelle der Multilayer-Insert Bauweise
  • Überführung der Ergebnisse der mechanischen Auslegung in ein FEM-Modell
  • Definition geeigneter Randbedingungen aus den Betriebslasten des Rotorblattes
  • Konvergenzanalyse des Modells zur Identifikation der benötigten lokalen Elementdichte
  • Numerischer Nachweis der strukturellen Festigkeiten und Steifigkeiten

Voraussetzungen:

–  Ingenieurwissenschaftliches Studium
–  Erfahrung im Bereich FEM-Modellierung von Faserverbundbauweisen
–  Interesse an Faserverbundbauweisen und der nachhaltigen Energieerzeugung
–  Selbstständigkeit und Engagement bei der Bearbeitung wissenschaftlicher Fragestellungen

Starttermin:
ab sofort

Kontakt:
M.Sc. Jannik Weykenat
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, CFK-Fertigungstechnologien
E-Mail: weykenat@ifw.uni-hannover.de
Tel.: +49 4141 77638 19