TOP-VIMS - Tonalitäts-Prädiktion durch vibroakustische Messung und Simulation; Teilvorhaben: Entwicklung innovativer Methoden zur Analyse und Prognose mit reduzierten Modellen

Abstract

Das Projekt TOP-VIMS verfolgte das Ziel, eine integrierte Methodik zur frühzeitigen Erkennung und Reduktion tonaler Geräuschemissionen von getriebehaltigen Windenergieanlagen zu entwickeln und zu validieren. Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen der Wölfel Engineering GmbH & Co. KG und der GE Wind Energy GmbH wurden drei umfassende Messkampagnen an einer Prototypenanlage durchgeführt, bestehend aus einer Langzeiterfassung im Betrieb und gezielten Shaker-Tests. Die erfassten Struktur- und Luftschalldaten wurden sowohl mit standardisierten Verfahren (IEC 61400-11) als auch mit KI-gestützten Methoden ausgewertet, wobei die Getriebeschwingform „Yawing“ als Hauptquelle tonaler Komponenten identifiziert wurde. Eine gekoppelte Multi-Body-Simulations- (MKS) und Finite-Elemente- (FEM) Umgebung ermöglichte eine akustische Transferpfadanalyse und die Quantifizierung von Beiträgen einzelner Strukturkomponenten. Der Abgleich mit Messdaten zeigte eine hohe Prognosegüte, offenbarte jedoch Optimierungspotenzial bei Turmdämpfung und Hauptwellenlager. Die entwickelte Methodik erlaubt eine verlässliche akustische Bewertung und Designoptimierung bereits vor dem Bau eines Prototyps und bietet zudem Potenzial für Anwendungen in anderen Industriebereichen.