Masterarbeit: Entwicklung eines effizienten FEM-Triebstrangmodells einer Windenergieanlage zur Simulation von Ringwandern

Webseite Chair for Wind Power Drives

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebs-systemen in modernen Multimegawatt-Windenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Die Reduktion der schadensbedingten Stillstandzeiten ist eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten. Die längsten Stillstandzeiten resultieren aus Getriebeschäden, die häufig auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ wird das Planetenträgerlager hinsichtlich Schäden aufgrund von Ringwandern untersucht. Ringwandern ist die Relativbewegung eines Wälzlagerrings bezüglich seines Fügepartners (hier Gehäuse) und wird wesentlich durch die Deformation des Lagersitzes beeinflusst.
Zur simulativen Untersuchung von Ringwandern mittels Finite Elemente Methode (FEM) wird derzeit ein detailliertes WEA-Triebstrangmodell inklusive Maschinenträger und Turmfuß verwendet, das sehr rechenintensiv ist. Im Rahmen der Masterarbeit wird eine Neuentwicklung des FEM-Modells mittels systematischer Analysen durchgeführt, um nicht signifikante Komponenten zu identifizieren.
Das Ziel der Masterarbeit ist ein neues FEM-Triebstrangmodell der WEA mit reduziertem Rechenaufwand bei vergleichbarer Genauigkeit.

Aufgaben:

  • Ermittlung des signifikanten Einflusses von Triebstrang-komponenten auf Ringwandern anhand eines vorhandenen FEM-Modells
  • Reduktion des vorhandenen FEM-Triebstrangmodells um nicht signifikante Komponenten
  • Reduktion des Detailgrads einzelner Komponenten (z.B. Lagermodellierung)
  • Neuaufbau des FEM-Triebstrangmodells mittels (automatisierter) Skripte
  • Quantifizierter Nachweis der vergleichbaren Modellgenauigkeit

Voraussetzung:

  • Interesse an Simulationen im Kontext der Windenergie
  • Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten
  • Bereitschaft sich eigenständig in neue Themengebiete einzuarbeiten
  • Vorkenntnisse im Bereich FEM (Abaqus) und/oder Programmierung (Python/Matlab) vorteilhaft

Wir bieten:

  • Angenehmes Arbeitsklima und intensive Betreuung
  • Flexible Arbeitszeiten und Möglichkeit zum Arbeiten im Homeoffice
  • Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
  • Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit am Institut als Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Sofortiger Beginn möglich oder nach Absprache

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Pascal Bußkamp, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
pascal.busskamp@cwd.rwth-aachen.de

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