Leibniz Universität Hannover Fakultät Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie
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Institut für Statik und Dynamik
 
Institut für Statik und Dynamik Forschung Abteilung Schwingungen

Abgeschlossene Forschungsprojekte der Abteilung Schwingungen

Strukturüberwachung

  • Erweiterung und Erprobung eines Schadensfrüherkennungs- und Eisdetektionssystems für Rotorblätter von Offshore Windenergieanlagen (SHM.Rotorblatt)
    Gegenstand des Projekts ist die Erforschung von Schadensfrüh-erkennungsmethoden für Rotorblätter und die Erprobung eines Schadensdetektionssystems an einem Rotorblatt unter Labor- und Realbedingungen. Hierzu werden schwingungsbasierte Verfahren verwendet und die Umgebungs- und Betriebsbedingungen einer Windenergieanlage berücksichtigt. Auf diese Weise entsteht eine mechanische Komponente. Ziel ist es diese mechanische Komponente mit einer Akustischen zu kombinieren, um die gesamte Detektionsgenauigkeit zu erhöhen und Fehldetektionen zu vermeiden.
    Leitung: Prof. Dr. Ing.-habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Stavroula Tsiapoki
    Jahr: 2011
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 0325388
    Laufzeit: 01.12.2011 - 30.06.2016
  • Überwachung des Suction Bucket Jackets im Offshore Windpark Borkum Riffgrund 1 (Monitoring SBJ)
    Das Forschungsprojekt “Monitoring SBJ” ist ein Verbundprojekt zwischen DONG Energy, der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM). Es basiert auf Messdaten, die mit Hilfe eines Überwachungssystems erfasst werden, welches auf dem Prototypen-fundament des kürzlich installierten Suction Bucket Jackets im Offshore Windpark Borkum Riffgrund 1 angebracht ist. Die Aufgaben des ISD umfassen die Auswertung der Schwingungsmessdaten während der Installation und des Betriebs und auf der Verbesserung eines numerischen Modells hinsichtlich der Boden-Bauwerk-Interaktion.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Nikolai Penner, M.Sc., Dipl.-Ing. Andreas Ehrmann
    Jahr: 2014
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 0325766A
    Laufzeit: 01.08.2014 - 28.02.2017

Akustik

  • Konzeption, Erprobung und Überprüfung von lärmarmen Bauverfahren und Minderungsmaßnahmen bei der Gründung von OWEA (Schall 3)
    Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von praxistauglichen Konzepten für einen effizienten Schallschutz beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen, der die Belastungen für die marine Tierwelt minimiert. Dazu sollen Schallminderungsmaßnahmen entwickelt und erprobt werden. Vorgesehen ist die Optimierung der akustisch relevanten Parameter bei der Schlagrammung im Rahmen einer numerischen Simulation, die Optimierung von Ummantelungsmaßnahmen sowie die Erprobung und Optimierung verschiedener Blasenschleiersysteme.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Jörg Rustemeier, M.Sc., Dr.-Ing. Tanja Grießmann
    Jahr: 2007
    Förderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - FKZ 0327645
    Laufzeit: 2007-2011
  • Erforschung und Anwendung von Schallminimierungsmaßnahmen beim Rammen des FINO3-Monopiles (Schall FINO3)
    Gegenstand des Forschungsvorhabens ist der prototypische Einsatz eines großen Blasenschleiers bei den Rammarbeiten zur Errichtung der Forschungsplattform FINO3 in der deutschen Nordsee. Dabei ist vorgehen, in einem kurzen Versuchsprogramm im Anschluss an den eigentlichen Rammvorgang die Wirksamkeit des Minderungskonzepts zum Schutz der marinen Umwelt vor Schallimmissionen zu untersuchen. Parallel dazu werden weitere Maßnahmen im Rahmen der ökologischen Begleitforschung durchgeführt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Jörg Rustemeier, M.Sc., Dr.-Ing. Tanja Grießmann
    Jahr: 2008
    Förderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - FKZ 0325023A
    Laufzeit: 01.01.2008 - 31.03.2009
  • Erforschung von Sonartranspondern für Offshore-Windparks und technische Integration in ein Gesamtkonzept
    Offshore-Windenergieanlagen erfordern als künstliche Unterwassergefahren-quellen eine akustische Kenntlichmachung der U-Boote durch Sonartransponder. Für diese wird gefordert auch unter ungünstigen hydro-akustischen Bedingungen und in sicherer Entfernung vom OWP ein ausreichend hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erzielen. Zugleich müssen die negativen Einflüsse des Hydroschalls auf marine Säugetiere minimiert werden. Neben der Auslegung der Geräte entsprechend den Anforderungen der Bundesmarine wird die Abbildung der Schallausbreitung im hybriden Rechenmodell verfolgt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Moritz Fricke
    Jahr: 2009
    Förderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - FKZ 0325104A
    Laufzeit: 01.02.2009 - 31.03.2011
  • Realistische Hydroschallszenarien auf der Basis von Prognosemodellen und Monitoring für den Bau von OWPs in der deutschen Nordsee (HyproWind)
    Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines mehrstufigen numerischen Verfahrens für die Vorhersage von Rammschallimmissionen in der deutschen Nordsee. Der Schwerpunkt der Modellbildung liegt dabei nicht auf einer Quellenbeschreibung, sondern vielmehr auf einer effizienten Schallausbreitungsberechnung bis in große Entfernungen mit anschließender Visualisierung in Lärmkarten. Darüber hinaus sind hydroakustische Dauermessungen an den Forschungsplattformen FINO1 und FINO3 für die Modellvalidierung vorgesehen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Moritz Fricke, Dr.-Ing. Tanja Grießmann
    Jahr: 2010
    Förderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - FKZ 0325212
    Laufzeit: 01.09.2010 - 31.12.2013
  • Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Vorhersage des Unterwasserschalls bei Rammarbeiten zur Gründung von OWEA: Simulationsmodelle für Schallminderungskonzepte (BORA)
    Das übergeordnete Ziel des Verbundprojekts BORA ist die Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Vorhersage der Schallausbreitung im Wasser infolge von Offshore-Rammarbeiten. Dies beinhaltet vor allem die Modellierung der Schallausbreitung an der Quelle, die durch die Pfahlbewegung und –vibration entsteht, wie auch die Abbildung der Schallausbreitung im Wasser und im Boden sowie die Modellierung von Schallminderungskonzepten wie zum Beispiel dem Blasenschleierkonzept.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Tobias Bohne, M.Sc.
    Jahr: 2012
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 0325421B
    Laufzeit: 01.12.2009 - 30.11.2014

Gekoppelte Dynamische Systeme

  • Suction Bucket-Gründungen als innovatives und montageschallreduzierendes Konzept für Offshore-Windenergieanlagen (WindBucket)
    Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens „WindBucket“ ist die Beurteilung der Machbarkeit und der Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen sowie die Schaffung der erforderlichen Grundlagen für die Planung, Bemessung und Errichtung von Bucket-Gründungen aus Stahl und Stahlbeton in deutschen Offshore-Gebieten. Die Aufgaben des ISD umfassen den Aufbau eines multi-physikalischen Gesamtmodells der Windenergieanlage zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens mit Hilfe der Modalanalyse sowie der transienten Berechnung unter Berücksichtigung der Boden-Bauwerk-Interaktion.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Andreas Ehrmann, Małgorzata Szałyga, M.Sc.
    Jahr: 2012
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 0325406B
    Laufzeit: 01.07.2012 - 30.09.2014
  • Innovative Wind Conversion Systems (10-20 MW) for Offshore Applications (INNWIND.EU)
    Das Forschungsprojekt mit insgesamt 27 europäischen Partnern ist Nachfolgeprojekt des UpWind Projekts, in dem die Vision einer 20MW Windenergieanlage formuliert wurde, die nur mit spezifischen, technologischen Innovationen möglich sein wird. Das globale Ziel des INNWIND.EU Projekts ist das Design einer innovativen 10-20MW Offshore-Windenergieanlage sowie die Erstellung von Demonstratoren für einige besonders kritische Komponenten.
    Leitung: Prof. Dr. Ing.-habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Jan Häfele
    Jahr: 2012
    Förderung: Europäische Union
    Laufzeit: 01.11.2012 - 31.10.2017
  • Lebensdauer - Forschung an den OWEA-Tragstrukturen im Offshore-Testfeld alpha ventus (GIGAWIND life)
    Ziel des Verbundprojekts ist die Erweiterung des in GIGAWIND alpha ventus entwickelten Bemessungskonzepts für Tragstrukturen von OWEA um wesent-liche Aspekte, die sich erst aus dem mehrjährigen Betrieb ergeben. Zu nennen sind hier sowohl die Degradationsmechanismen auf der Widerstandsseite der mit den umgebenden Medien interagierenden Tragstruktur (materielle Schädigungen von Tragstruktur und Fügestellen, Materialermüdung, Schäden der Korrosionsschutzsysteme, Kolk, Degradation des Pfahltragverhaltens) als auch die Ermittlung einwirkender Lasten aus Wellen und marinem Bewuchs.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Dipl.-Ing. Jan Häfele, Nikolai Penner, M.Sc., Dr.-Ing. Tanja Grießmann, Dipl.-Ing. Andreas Ehrmann, Dr.-Ing. Mahmoud M. Jahjouh
    Jahr: 2013
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - FKZ 0325575A
    Laufzeit: 01.02.2013 - 31.01.2018
  • Probabilistische Sicherheitsbewertung (PSA)
    In diesem themenübergreifenden Verbundprojekt soll die für den Bemessungsprozess zentrale Frage der Versagenswahrscheinlichkeit in den aktuellen Bemessungen von OWEA geklärt werden. Hierfür werden mit Hilfe von probabilistischen Methoden Versagenswahrscheinlichkeiten für die Grenzzustände berechnet. Die vorhandenen Versagensarten der Tragstruktur werden in einer Fehlerbaumanalyse zusammengeführt und die wahrscheinlichste Versagensart sowie die resultierende Versagenswahrscheinlichkeit können bestimmt werden.
    Leitung: Prof. Dr-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Jan Goretzka, M.Sc.
    Jahr: 2014
    Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur
    Laufzeit: 01.12.2009-30.11.2014
  • Integrated Research Programme on Wind Energy (IRPWIND)
    Übergeordnetes Ziel des IRPWIND Projekts ist die Förderung der Vernetzung von europäischen Forschungsaktivitäten im Bereich der Windenergie. Dies soll zu einem schnelleren Übergang zu einer kohlenstoffärmeren Wirtschaft führen und europäische Wettbewerbsfähigkeit erhalten und erhöhen. Die drei Hauptziele liegen im Bereich der Optimierung von Windfarmen durch die Modellvalidierung, auf der Reduktion von Unsicherheiten zur Steigerung der Effizienz und Zuverlässigkeit zukünftiger Anlagen und auf der Transformation des Energieversorgungssystems.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes
    Team: Clemens Hübler, M.Sc., Karsten Schröder, M.Sc.
    Jahr: 2014
    Förderung: Europäische Union
    Laufzeit: 01.03.2014 - 30.04.2018

Unschärfe

  • Fundierte Metamodellbildung stochastischer, geregelter Strukturen am Beispiel von Windenergieanlagen (MetaWind)
    Smarte Systeme, die zumeist aus dem Bereich der Kommunikationstechnik kommen und auf einer Kombination von vernetzten, regel- oder steuerbaren, sensorischen und intelligenten Teilsystemen bestehen, sind in den Medien in den letzten Jahren allgegenwärtig. Eigentlich gibt es smarte Systeme schon seit Jahren in verschiedensten Ingenieurbereichen. Im Bauingenieurwesen sind dies zum Beispiel Windenergieanlagen, die vernetzte Elemente der Mess- und Regelungstechnik aufweisen. Für eine wirtschaftliche und zuverlässige Auslegung dieser Systeme ist deren Simulation notwendig. Aufgrund des nichtlinearen, stochastischen und geregelten Verhaltens solcher Systeme kann die erforderliche Rechenleistung unwirtschaftlich hoch sein. In diesem Fall können Ersatzmodelle, sogenannte Metamodelle, zum Einsatz kommen, die das Systemverhalten approximieren. Zwar werden solche Metamodelle heutzutage bereits vielfach eingesetzt, doch ihre Genauigkeit und Effizienz sind bei komplexen Systeme bisher beschränkt oder zumindest kaum umfassend analysiert. Daher adressiert dieses Forschungsvorhaben diese Forschungslücke und entwickelt fundierte Metamodelle für Windenergieanlagen auf Basis eines umfassenden Vergleichs verschiedener Varianten.
    Leitung: Dr.-Ing. Clemens Hübler
    Team: Franziska Müller, M.Sc.
    Jahr: 2019
    Förderung: Leibniz Young Investigator Grant (LUH)
    Laufzeit: 2019- 2021
    © ISD

Letzte Änderung: 10.11.21 Druckversion

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