Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

In diesem Forum Fragen und Diskussionen in Deutsch
Forum rules
Foren-Regeln und hilfreiche Informationen

WICHTIG: Bitte zuerst lesen, bevor Sie posten
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Sun Jun 28, 2020 6:05 pm

chrisb wrote:
Sun Jun 28, 2020 5:55 pm
Die Energiegewinnung bei diesem Projekt beruht auf der Differenz zwischen starkem und schwachem Wind. Mit den Gummibändern legst Du Dich auf absolute Werte fest, d.h. wenn der Wind insgesamt etwas schwächer ist, dann geht das Teil nicht auf und es gibt keine Energie. Wenn er hingegen etwas stärker ist, dann geht er nicht zu und es gibt keine Energie.
Eine Steuerung über zwei Seile könnte helfen, könnte aber bei der Länge auch schwierig sein. Ich könnte mir auch einen windbetrriebenen Aufziehmechanismus vorstellen; der würde Dich auch von den Böen unabhängig machen.
windbetriebener aufziehmechanismus hört sich gut an. wie könnte sowas aussehen?

mit pumpmechanismus hat das vorsegel im "windkanal" 200 % mehr zugkraftunterschied erzeugt. eine anpassung an die aktuellen böen wäre natürlich optimal. im testbetrieb konnte man auch mehrere vorsegel gleichzeitig betreiben. also wären auch mehrere unterschiedliche vorsegel mit unterschiedlichen gummibändern denkbar. einer erntet die schwachen böen, der andere die starken. wie thschrader schon sagte, es wäre ein vorschungsprojekt.


lg thomas
Last edited by thomas-neemann on Sun Jun 28, 2020 6:42 pm, edited 1 time in total.
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Sun Jun 28, 2020 6:17 pm

thschrader wrote:
Sun Jun 28, 2020 11:20 am
ping

bin mal klein angefangen und habe mit den bekannten werten eines 10 mm expanderseils eine längenänderung per fem gerechnet.
jetzt erhalte ich aber etwa nur 1/10 der erwarteten längenänderung. woran könnte das liegen?
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 20-13-46.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 20-13-46.png (152.1 KiB) Viewed 593 times
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 19-55-36.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 19-55-36.png (47.44 KiB) Viewed 593 times
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 19-52-09.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 19-52-09.png (112.12 KiB) Viewed 593 times

edit

habe es mit der aktuellsten version und pla statt pvc nochmal durchlaufen lassen. keine besserung. bei einem verstärkungsfaktor 5 zeigt sich das etwa erwartete ergebnis

OS: Linux Mint 19.3 (MATE/mate)
Word size of OS: 64-bit
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.19.21775 (Git) AppImage
Build type: Release
Branch: master
Hash: 1f741aa511e898849e46ed14515fce416fe32acb
Python version: 3.8.2
Qt version: 5.12.5
Coin version: 4.0.0
OCC version: 7.4.0
Locale: German/Germany (de_DE)


Bildschirmfoto vom 2020-06-28 20-32-53.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-28 20-32-53.png (83.95 KiB) Viewed 569 times
Attachments
2.FCStd
(6.35 KiB) Downloaded 8 times
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Mon Jun 29, 2020 7:32 am

thomas-neemann wrote:
Sun Jun 28, 2020 6:17 pm

jetzt erhalte ich aber etwa nur 1/10 der erwarteten längenänderung. woran könnte das liegen?

des rätsels lösung ist, daß expanderseile ein anderes e-modul haben als gummi. wenn ich es von hand errechne komme ich auf 1,273 N/mm2, das ist etwa faktor 10 zu gummi : 12 N/mm2

edit

test mit 500 mm langem expanderderseil, erstaunlich genaues ergebnis. wunderbar.
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 09-27-28.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 09-27-28.png (78.63 KiB) Viewed 534 times
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 09-41-49.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 09-41-49.png (57.68 KiB) Viewed 532 times
thschrader
Posts: 1841
Joined: Sat May 20, 2017 12:06 pm
Location: Germany

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thschrader » Mon Jun 29, 2020 9:35 am

thomas-neemann wrote:
Sun Jun 28, 2020 6:17 pm
bin mal klein angefangen und habe mit den bekannten werten eines 10 mm expanderseils eine längenänderung per fem gerechnet.
jetzt erhalte ich aber etwa nur 1/10 der erwarteten längenänderung. woran könnte das liegen?
Weil du ein stark nichtlineares Problem (nichtlinearer E-Modul für Gummi, grosse Deformationen)
mit einem einfachen linearen Ansatz lösen willst. Das lineare Modell ist aber nur der
erste Schritt. Wie beim Fallschirm. Siehe "Goldene Regeln" im ccx-Handbuch.
golden_rules.JPG
golden_rules.JPG (89.93 KiB) Viewed 515 times
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Mon Jun 29, 2020 10:24 am

thschrader wrote:
Mon Jun 29, 2020 9:35 am

...Weil du ein stark nichtlineares Problem (nichtlinearer E-Modul für Gummi, grosse Deformationen)
habe die werte für die längenänderungen geometrisch dargestellt. sieht einigermaßen linear aus. ist es für diesen fall möglich, der einfachheit halber, linear zu arbeiten, weil die querverformung beliebig sein kann?
Attachments
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 12-18-04.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 12-18-04.png (18.79 KiB) Viewed 504 times
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Mon Jun 29, 2020 11:59 am

bei den überlegungen zum pumpmechanismus ist noch eine weitere wirkungsgradverbesserung zu den 200 % aus dem "windkanal " klar geworden.
das bild im anhang könnte es veranschaulichen. dieser effekt bringt schätzungsweise weitere 100 % wirkungsgradverbesserung. kann man sowas berechnen?
pm2.png
pm2.png (45.84 KiB) Viewed 481 times

edit

Bildschirmfoto vom 2020-06-29 17-19-59.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 17-19-59.png (31.92 KiB) Viewed 447 times
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 15-10-53.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-29 15-10-53.png (44.45 KiB) Viewed 447 times
Last edited by thomas-neemann on Mon Jun 29, 2020 3:25 pm, edited 1 time in total.
thschrader
Posts: 1841
Joined: Sat May 20, 2017 12:06 pm
Location: Germany

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thschrader » Mon Jun 29, 2020 12:52 pm

Du willst aber immer noch grosse Dehnungen bis 100% simulieren. Das einfache Hookesche Gesetz
sigma=E*Dehnung gilt aber nur für kleine Dehnungen. Im Ergebnis braucht du doch ein nichtlinear (elastisches)
Materialgesetz. Du kannst mit der FEM-wb die inp-Datei schreiben und nachbearbeiten. Das Materialmodell unten
habe ich aber noch nie verwendet. Siehe auch ccx-Handbuch.
Versuch macht kluch...
http://www.cae-wiki.info/wikiplus/index ... -elastisch
https://www.feacluster.com/CalculiX/ccx ... de143.html
nonlinear.JPG
nonlinear.JPG (58.44 KiB) Viewed 467 times
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Mon Jun 29, 2020 1:15 pm

thschrader wrote:
Mon Jun 29, 2020 12:52 pm
Du willst aber immer noch grosse Dehnungen bis 100% simulieren. Das einfache Hookesche Gesetz
sigma=E*Dehnung gilt aber nur für kleine Dehnungen. Im Ergebnis braucht du doch ein nichtlinear (elastisches)
Materialgesetz. Du kannst mit der FEM-wb die inp-Datei schreiben und nachbearbeiten. Das Materialmodell unten
habe ich aber noch nie verwendet. Siehe auch ccx-Handbuch.
Versuch macht kluch...
http://www.cae-wiki.info/wikiplus/index ... -elastisch
https://www.feacluster.com/CalculiX/ccx ... de143.html
nonlinear.JPG
danke für den hinweis, werde es versuchen, aber später, habe meinen kunden gesagt, daß ich bis zum 85sten, also 29 jahre lang, beabsichtige freecad-support zu leisten, da wird schon ein passendes zeitfenster dabei sein. :-)

lg thomas
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Mon Jun 29, 2020 7:19 pm

so könnte der pumpmechanismus mit expanderseilen arbeiten, drachen und vorsegel sind quasi ortsfest und die verluste sind minimiert.

phpBB [video]
User avatar
thomas-neemann
Posts: 1329
Joined: Wed Jan 22, 2020 6:03 pm

Re: Open-source Höhenwindkraftwerk (Drachen) in Freecad

Postby thomas-neemann » Tue Jun 30, 2020 4:47 pm

wenn bei einem 50 m2 vorsegel die größte öffnung ca 5 meter breit ist und das expanderseil bei ca 260 % dehnung an der bruchgrenze ist, könnte man dort ein 2 meter expanderseil vorsehen, das dann maximal 150% gedehnt wird. den durchmesser/anzahl der seile könnte man so berechnen, daß das vorsegel bei 90 kmh (halber luftdruck) 2, 50 meter göffnet ist. das sind dann 25 % dehnung.

habe ein diagramm, E wert von einem bekannten expanderseil 10 mm, erzeugt.. es sind auch 16 mm expanderseile erhältlich, kann man die werte auch dafür verwenden?



Bildschirmfoto vom 2020-06-30 18-28-46.png
Bildschirmfoto vom 2020-06-30 18-28-46.png (24.64 KiB) Viewed 310 times

ein werbevideo für spoc:


phpBB [video]