Interaktiv · 6 DOF · Monte-Carlo · IEA Wind Task 19
Eiswurf-Simulator
Variieren Sie die Parameter einer Windenergieanlage und sehen Sie, wie weit ein Eisfragment unter realistischen Randbedingungen fliegen kann. Die Berechnung folgt der ballistischen Methodik aus IEA Wind Task 19 — als 6-DOF-Punktmassenmodell mit quadratischem Luftwiderstand, RK4-Integration und frei einstellbaren Parametern.
Aufsicht (Trefferpunkte um die Anlage)
Seitenansicht (letzte Trajektorie)
Wie funktioniert der Simulator?
6 DOF — Zustandsvektor
Jedes Eisfragment wird als Punktmasse mit sechs Freiheitsgraden modelliert:
Position (x, y, z) und Geschwindigkeit
(vx, vy, vz). Die Bewegungsgleichungen
werden mit einem Runge-Kutta-4-Verfahren bei Δt = 0,01 s integriert,
bis das Fragment den Boden erreicht.
Abwurfkinematik
Die Anfangsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Rotorbewegung: tangentiale
Geschwindigkeit vt = ω · r am Abwurfpunkt, wobei
ω aus der Drehzahl und r aus der Radialposition entlang
des Blatts folgt. Der Azimutwinkel θ bestimmt die Richtung —
tangential nach oben bei θ = 0°, horizontal bei θ = 90°.
Luftwiderstand
Quadratischer Luftwiderstand mit
Fd = ½ · ρ · Cd · A · |vrel|² ,
wobei vrel die Relativgeschwindigkeit zur Luft ist.
Querschnittsfläche A wird aus der Masse über die Eisdichte
ρEis = 917 kg/m³ als kubisch geformtes Stück abgeschätzt.
Monte-Carlo
Im MC-Modus werden für jedes Fragment Masse (log-normal), Cd (uniform 0,5–1,2), Azimutwinkel (uniform 0–360°), Radialposition (gewichtet zur Blattspitze) und Windrichtung zufällig gezogen — entsprechend den Verteilungen aus Task 19. 500–2000 Schüsse genügen für eine erste Trefferdichteabschätzung.
Hinweis: Dieser Simulator ist ein didaktisches Werkzeug zur Veranschaulichung der Methodik. Für ein verbindliches Gutachten setzen wir validierte Modelle mit standortspezifischen Wind- und Vereisungsdaten, Wind-Shear-Profilen und realistischen Eisfragment-Verteilungen ein.