Simulationen Lenz

[miniwindi]

(Habe das nur von sonstiges zu Lenz versetzt, falls es schon jemand gelesen hat)

Hallo,

ich wollte mal die Simulations Links für alle hier lassen, so das man nicht suchen muß.

http://www.youtube.com/watch?v=1xZ3W3ST ... re=related

http://www.youtube.com/watch?v=Mk49ZgBT ... re=channel

Außerdem hier noch der Link im "vawts" Forum über Bernds C-Rotor:

http://www.vawts.net/index.spark?aBID=1 ... ewestFirst

Dort kann man auch noch andere Beiträge über Lenz finden.

Viele Grüße Herbert

[Roland]

Hallo Herbert !

Schöne Simulation, aber kommt es mir nur so vor, oder ist der Lenz in die falsche Richtung gedreht ?
(Lt. Skizze Lenz sollte der äußere Teil des halbrunden Vorflügels, und der äußerste Punkt der Leitfläche auf der selben Kreisbahn liegen....)

lg

Roland

[miniwindi]

Hallo Roland,
die Simulationen sind nicht von mir.
Ich bin noch nicht bei den "Flügeln", sondern fange von der anderen Seite an - mit dem Generator (siehe Nabenmotor...).
Viele Grüße Herbert

[Bernd]

Das mit dem Anstellwinkel ist bei diesem Profil wirklich eine nahezu vollständige optische Täuschung.
Da muss man echt genau aufpassen. Normal kann ihn nur beurteilen wenn man eine gedachte Linie
vom Rotorzentrum durch die Mitte des Profils zieht.
Um ehrlich zu sein weiss ich trotzdem nicht ob da ein Anstellwinkel ist.
Ziehe ich die Linie durch die Mitte der geraden Seitenfläche des Profils, dann sehe ich einen Anstellwinkel.

Grüsse

Bernd

[luftikus]

Hi Leute,
nachdem ich die letzten Tage meinen Rechner ziemlich gequält habe, möchte ich Euch die Ergebnisse meiner Simulationen präsentieren.
Ich habe 1Flügel eines Lenz-Rotors in einer 360°-Drehung simuliert und die Drehmomente am Flügel aufgezeichnet (100rpm bei 6,7m/s Windgeschwindigkeit). Die Dimensionen des Flügels sind aber die eines 3-Flüglers. Der Rotor hat einen Durchmesser von 50cm. Der Durchmesser des Vorflügels ist laut Lenz-Vorgaben 0.1875 * Rotor-Durchmesser.
Die Gesamtlänge eines Flügels ergäbe bei 3 Flügeln eine Solidity von 40%. Gestartet ist die Simulation in dieser Stellung:

Lenz.png (15.62 KiB) 21011-mal betrachtet

Im Bild ist der Rotor um den Vorflügelmittlpunkt extrem (um -30°) nach innen gedreht. In 0° Stellung befindet sich der Leitfügel genau auf einer Kreisbahn.
Die dargestellte Position ist übrigens die Startposition (also im .pdf der Drehbeginn). Ich habe mehrere Messreihen gefahren und bis jetzt folgende Aufzeichnungen gemacht.

winkel.pdf

(177.08 KiB) 505-mal heruntergeladen

Bei der Kurve für 5° hat die Simulation ein paar Ausreißer produziert, die ich bitte zu ignorieren Überhaupt braucht die Simulation eine gewisse Zeit, bis sie "eingeschwungen" ist, deshalb endet die Kurve auch nicht da wo sie begonnen hat, was ja bei einer vollen Umdrehung eigentlich der Fall sein sollte.
Ich könnte natürlich 2 Umdrehungen simulieren, dass bräuchte aber noch mehr Zeit und ich bin doch so ungeduldig

Bei nur einem Flügel gibt es immer einen Bereich auf der Umdrehung, in der das Drehmoment negativ ist. Mit den Messreihen will ich rauskriegen,
wo dieses am geringsten ist. Im Moment gefällt mir der Bereich um +10° Verdrehung am besten. Da werd ich noch mehr Messreihen fahren und irgendwann
mal 2 oder 3 Flügel simulieren. Mal sehen, wie sich das Verhalten dann ändert. Oder würdet Ihr eine andere Kurve bevorzugen?

Spiegeln diese Simulationsergebnisse die praktischen Erfahrungen von Euch wieder? Kann jemand die Ergebnisse bestätigen.
Das wäre echt interessant zu wissen, denn dann könnte man mit Hilfe der Simulation weiter optimieren, z.B. bzgl. Vorflügel-Durchmesser, Flügellänge.

Da im C-Rotor-Gebiet gerade auch wieder fahrt aufgenommen wird, wären solche Simulationen auch für den C-Rotor denkbar.
Wenn Interesse besteht, bin ich gerne bereit bei entsprechenden Vorgaben weitere Simulationen zu starten.

Noch etwas zu den Einheiten: Die X-Achse stellt den Drehwinkel dar. Die Werte für die Y-Achse sind aus einer während der Simulation entstandenen Datei namens forces.dat entnommen und mit moment (torque) bezeichnet. Kann man bei diesen Werten einfach Nm als Einheit annehmen, oder meint Ihr anhand der Werte, da fehlt noch ein Umrechnungsfaktor?

Gruß, Andreas

[Bernd]

Hallo Andreas
Ja die Simulation deckt sich da in etwa mit der Realität.
In meinen Experimenten konnte ich ein Optimum bei einem leichten Anstellwinkel
"Nase zur Mitte" des Flügels feststellen und auch Ed Lenz empfiehlt ja den Flügel ca.
9 Grad zur Mitte anzustellen.

Ich persönlich fände, bezogen auf den C-Rotor, Versuche interessant mit deren Hilfe man
versucht ein Optimum für die Flächenabdeckung zu ermitteln, also wie gross die Flügel
im Idealfall sein sollten und wieviel Luft zwischen ihnen verbleibt.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Hallo!

Sehr wichtig ist in jedem Fall die Simulation mit allen Flügeln, denn wenn nur einer statt 3 oder mehr Flügeln simuliert wird stimmt das dann nicht mit der Realität zusammen, weil die Flügel die Luft auch ablenken, bremsen usw. und somit jeder Flügel auch Auswirkungen auf die anderen Flügel hat.

Interessant wäre, alle Meßwerte zu nehmen und zu integrieren, also (Summe von allen (Meßwerten*Zeitintervall))/Summenzeit. Das gibt (sofern man alle negativen abzieht) dann einen Mittelwert. Genau diesen gilt es dann durch Maßnahmen (Flügeldimensionen/Anstellwinkel) zu optimieren.
Wenn die Meßwerte in Excel ausgewertet werden kann man das sicher zu einem gewissen Grad auch optimieren, dann muß man nur noch die Meßwerte in einem immer gleichen Intervall eingeben.

[kalle_klamroth]

Hallo beisammen,
super, dass sich jemand aus diesem Forum mit dem freeware Strömungs-Simulationsprogramm auseinandergesetzt hat und damit die ersten Erfahrungen macht. Ich muss ja zugeben, dass ich an dem Programm grandios gescheitert bin... Respekt, Andreas

Zur Optimierung über den Mittelwert hätte ich noch eine Bemerkung: Die negativen Werte für die Berechnung des Drehmoment-Mittelwertes wegzulassen halte ich für eine Verfälschung der Ergebnisse, immerhin erzeugt die Konstruktion - laut Simulation - in dem Fall einen Widerstand, der von den anderen Rotorblättern bzw. der Schwungmasse überwunden werden muss.

Ausserdem ist mir Aufgefallen, dass seit dem das Forumsinteresse für den Lenz-Rotor geweckt schein nur noch Rotoren mit gebogenen "Flügeln" diskutiert werden - siehe Wanda bzw. der letzten simulierten Konstruktion. Das Original ist aber an der Stelle gerade. Sollte nicht erst der Originalflügel als Referenz simuliert werden und dann die gebogenen Kollegen (Wanda & co) dagegen verglichen werden?

Gruß,
Kalle

[Bernd]

Ja das sehe ich ähnlich, zumal ja noch gar nicht raus ist ob eine Biegung beim Lenz vorteilhaft ist.
Im amerikanischen Forum VAWTs.net diskutiert man derzeit eine weitere Bauform die entfernte
Ähnlichkeit mit dem Lenz hat. Bei dieser Bauform handelt es sich um ein elliptisches Blatt, also ein
platt gedrückter Kreis, bei dem man einfach ein viertel entfernt hat.
In Simulationen mit eben dieser Software hat diese Form sehr gute Werte erzielt.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Hallo Kalle!

Ich denke vielleicht hab ich es schlecht ausgedrückt. Natürlich wars so gemeint, daß man die negativen Werte von den positiven Werten abziehen muß und sie nicht einfach weglassen darf.