Technologie / Technischer Leitfaden
Räumliche Rotormittelung: Punktwind, Flächenmittel und äquivalente Geschwindigkeit
Ein Rotor trifft auf ein über eine Fläche verteiltes Feld; eine einzelne Windablesung gehört zu einem Ort. Räumliche Mittelung verdichtet das Feld für einen definierten Zweck. Mittlerer Geschwindigkeitsvektor, mittlerer Geschwindigkeitsbetrag und energieäquivalente skalare Größe müssen nicht austauschbar sein.
Wählen, was die Mittelung erhalten soll.
Ein Mittelwert ist eine Operation auf einer angegebenen Größe über einer festgelegten Region. Ausdrückliche Flächengewichte und Richtung erklären, was erhalten bleibt und welche Informationen zum Feld in der Rotorebene verloren gehen.
01 / Punkt und Fläche
Eine Position repräsentiert nicht jeden Ort.
Ein Punktmesswert kann durch Scherung, Turbulenz oder ungleichmäßige Störungen von Nachbarwerten abweichen.
Ein Punktmesswert kann durch Scherung, Turbulenz oder ungleichmäßige Störungen von Nachbarwerten abweichen. Ein Flächenmittel repräsentiert Werte über einer gewählten Ebene. Geometrische Ebene, Koordinatenrichtungen und Zeitpunkt oder Zeitmittelungsgrundlage sind anzugeben.
Ein Wert an der Nabe ist nicht automatisch das Mittel der Rotorebene. Ebenso ist dieses Mittel nicht die Geschwindigkeit an jedem bewegten Blattabschnitt. Der Leitfaden zur Relativströmung behandelt diese getrennte örtliche Größe im bewegten Bezugssystem.
02 / Flächengewichte
Die durch jeden Wert dargestellte Region verwenden.
Für skalare Werte Uj, die Teilflächen Aj darstellen, ist das Flächenmittel Σ(Aj Uj)/ΣAj.
Für skalare Werte Uj, die Teilflächen Aj darstellen, ist das Flächenmittel Σ(Aj Uj)/ΣAj. Gleiche Zahlengewichte sind nur bei gleichen dargestellten Teilflächen äquivalent. Feinere Erfassung in einer Region darf ihr nicht versehentlich mehr physische Fläche zuweisen.
Eine hypothetische Scheibe mit gleich großen Bereichen bei 6 und 10 m/s hat den Mittelwert 8 m/s. Belegt der Bereich mit 6 m/s hingegen drei Viertel der Fläche, ergeben dieselben Geschwindigkeiten 7 m/s. Die räumlichen Gewichte ändern das Ergebnis, ohne örtliche Ablesungen zu verändern.
03 / Vektoren
Komponenten vor der Richtungsinterpretation mitteln.
Bei einem Vektormittel erhält jede Geschwindigkeitskomponente dieselben konsistenten Flächengewichte.
Bei einem Vektormittel erhält jede Geschwindigkeitskomponente dieselben konsistenten Flächengewichte. Den Betrag danach zu bilden unterscheidet sich im Allgemeinen vom Mitteln der örtlichen Beträge. Richtungsunterschiede können sich teilweise aufheben, selbst wenn die örtlichen Geschwindigkeitsbeträge groß bleiben.
Für gleich große Flächen mit Vektoren (6,2) und (6,−2) m/s ist das Vektormittel (6,0) mit Betrag 6 m/s. Jeder örtliche Betrag ist etwa 6.32 m/s. Diese erfundene Geometrie veranschaulicht einen Definitionsunterschied, keinen MARSTON-Anströmungsdatensatz.
04 / Äquivalente skalare Größe
Ein kubisches Mittel erhält eine andere Größe.
Für parallele Strömung senkrecht zur Fläche, gleichmäßige Dichte und nichtnegative örtliche Geschwindigkeiten definieren Sie Ueq = [Σ(Aj Uj³)/ΣAj]^(1/3).
Für parallele Strömung senkrecht zur Fläche, gleichmäßige Dichte und nichtnegative örtliche Geschwindigkeiten definieren Sie Ueq = [Σ(Aj Uj³)/ΣAj]^(1/3). Dies erhält den flächenintegrierten kinetischen Energiefluss dieser bestimmten Darstellung der Anströmung; es ist nicht das arithmetische Mittel.
Das Beispiel gleicher Flächen mit 6/10 m/s ergibt ein kubisches Mittel von etwa 8.47 m/s gegenüber einem arithmetischen Mittel von 8 m/s. Schräge Strömung erfordert zusätzlich zum Geschwindigkeitsbetrag den passenden Faktor für den Normalfluss. Keine äquivalente skalare Größe hier prognostiziert elektrische Leistung oder verändert eine reale Leistungskurve.
05 / Modellgröße
Ein Simulationsmittel hat eine benannte physikalische Rolle.
Die FAST.Farm-Dokumentation benennt eine über die Rotorscheibe gemittelte Relativgeschwindigkeit und unterscheidet deren scheibennormale Komponente.
Die FAST.Farm-Dokumentation benennt eine über die Rotorscheibe gemittelte Relativgeschwindigkeit und unterscheidet deren scheibennormale Komponente. Dies ist eine definierte Modelleingangs- oder Gesamtgröße, keine Erlaubnis, jedes mögliche Mittel als dieselbe Zahl zu behandeln.
Eine Normalkomponente kann einer Impuls- oder Lastnormierung dienen, während örtliche Abschnittsrechnungen weitere Komponenten beibehalten. Mittelwerte verwerfen auch räumliche Muster: Zwei Felder mit gleichem Mittel können höhere und niedrigere Geschwindigkeiten entlang des Blattwegs unterschiedlich verteilen.
06 / Informationsverlust
Räumliche Mittelung von Zeitmittelung trennen.
Zeitmittelung verfolgt eine Größe im Zeitablauf; Flächenmittelung verbindet gleichzeitige räumliche Orte.
Zeitmittelung verfolgt eine Größe im Zeitablauf; Flächenmittelung verbindet gleichzeitige räumliche Orte. Werden beide angewandt, sind ihre Reihenfolge und etwaige nichtlineare Operationen dazwischen anzugeben. Der Leitfaden zu nichtlinearen Mittelwerten erklärt, warum die dritte Potenz diese Frage verändert.
Diese Seite liefert weder ein Abtastverfahren für die Rotorebene noch einen produktspezifischen Algorithmus für äquivalenten Wind oder eine MARSTON-Ertragsschätzung. Sie erläutert Darstellungsentscheidungen; der Nenndurchmesser allein rekonstruiert weder ein tatsächliches räumliches Geschwindigkeitsfeld noch dessen Wechselwirkung mit der Maschine.
Verwandte technische Leitfäden: Luftdichte in der Windenergie: Temperatur, Druck und Feuchte · Windturbulenzspektren sowie zeitliche und räumliche Skalen · Nichtlineare Mittelwerte: Warum die dritte Potenz des Mittelwerts das Ergebnis verändert.
Allgemeiner Hintergrund: OpenFAST FAST.Farm: definierte scheibengemittelte Relativströmungsgrößen. Diese Quellen erläutern Branchenkonzepte; sie sind von den geltenden MARSTON-Produkt- und Projektunterlagen zu unterscheiden.
Zentrale Begriffe und Bedingungen.
Lesen Sie jede Größe mit ihrem Bezug, ihren Einheiten und den genannten Bedingungen. Ein allgemeiner Zusammenhang legt keinen modellspezifischen Wert fest.
| Begriff / Größe | Bedeutung / Zusammenhang | Bedingungen / Grenzen |
|---|---|---|
| Punktwert | Ein Ort und eine Zeitgrundlage | Nicht automatisch das Scheibenmittel. |
| Flächenmittel | ΣAjUj / ΣAj | Gewichte stellen physische Teilflächen dar. |
| Vektormittel | Gewichtetes Komponentenmittel | Betrag nach der Mittelung unterscheidet sich. |
| Kubisches Äquivalent | [ΣAjUj³ / ΣAj]^(1/3) | Parallele Normalströmung und gleichmäßige Dichte. |
| Normalgeschwindigkeit | Komponente senkrecht zur Scheibe | Verschieden vom vollständigen Geschwindigkeitsbetrag. |
Technische Fragen.
Ist eine Nabenablesung gleich dem Mittel der Rotorebene?
Nur unter Bedingungen, die diese Darstellung gültig machen; es ist keine Identität.
Dürfen ungleiche Teilflächen gleich gewichtet werden?
Das ergäbe im Allgemeinen ein anderes physikalisches Mittel.
Ist der mittlere Geschwindigkeitsbetrag der Betrag des mittleren Geschwindigkeitsvektors?
Im Allgemeinen nicht. Richtungsänderungen verursachen Unterschiede.
Ist die kubisch äquivalente Geschwindigkeit eine Produktleistungsprognose?
Nein. Sie erhält nur die festgelegte Darstellung des Energieflusses der Anströmung.
Können zwei Felder dasselbe Mittel haben, aber ein Blatt unterschiedlich belasten?
Ja. Der Mittelwert entfernt Informationen über räumliche Verteilung und zeitlichen Ablauf.
Sind räumliche und zeitliche Mittel dieselbe Operation?
Nein. Sie verbinden Werte über unterschiedliche Bereiche und brauchen ausdrückliche Definitionen.
Technische Anfrage
Die technische Frage besprechen.
Ein Rotor trifft auf ein über eine Fläche verteiltes Feld; eine einzelne Windablesung gehört zu einem Ort. Teilen Sie Modell und geltende Betriebs- oder Auslegungsinformationen für ein technisches Gespräch mit.