Danish Centre for Composite Structures and Materials for Wind Turbines (DCCSM) Bent F. Sørensen Afdelingen for Materialeforskning Risø National Laboratoriet for Bæredygtig Energi Danmarks Tekniske Universitet Frederiksborgvej 399 4000 Roskilde
Danish Centre for Composite Structures and Materials for Wind Turbines (DCCSM) - mulighederne... Formål: - samle de stærkeste forskningsmiljøer inden for den offentlige forskning - tættere samarbejde mellem forskningsmiljøer bedre resultater - hovedvægten er på fiberkompositter med polymer matrix Effekt: - bedre forståelse af kompositmaterialer - mere viden til virksomheder - bedre uddannede ingeniører
Ideen (maj 2007): Tidsforløb...de første skridt - Forslag til dannelse af DCCSM (Christian Berggreen, DTU Mekanik) Brainstorming (maj-juni): - konsensusmøde (Bent F. Sørensen foreslået som leder) - lytte til forslag til organisation og faglige ideer Overblik (juli-september): - samle, systematisere indput Ansøgning (Centre of Excellence) til Villum Kann Rasmussen Fond - indsendt januar 2008...men: afslag!
Tidsforløb...de næste skridt Fase 1 ansøgning indsendt til Det Strategiske Forskningsråd (maj 2008): - Forslag til strategisk forskningscenter inden for vindmøller... videre til Fase 2
Tidsforløb...de næste skridt Fase 1 ansøgning indsendt til Det Strategiske Forskningsråd (maj 2008): - Forslag til strategisk forskningscenter inden for vindmøller DSF orienteringsmøde (18. & 19. juni 2008):... videre til Fase 2 - vejledning i udformning af ansøgninger Udarbejdelse af fuld (Fase 2) ansøgning (indsendelse 10. september 2008) - detaljeret forskningsplan (beskrivelser af ph.d.-projekter) - detaljeret budget - anbefalelses skrivelser fra industri
DCCSM - mulighederne... På kort sigt: - ansøgning til Det Strategiske Forskningsråd (DSF) etablering af Center midler til ph.d.-studerende, Post Docs, forskere, gæsteforskere, ledelse På længere sigt: - bruge centeret til at igangsætte nye initiativer (nye projekter med bredere sigte end Det Strategiske Forskningsråd)
DCCSM - oversigt Budget (7 år): Ansøgt tilskud fra DSF: 31.6 mill. kr. Egenfinansiering I alt 25.1 mill. kr. 56.7 mill. kr. Forskeruddannelse ph.d.-stipendier 13 Post Docs 2
Den faglige idé: - kompositter på mange skala Wing scale L L ~ 10-60 m Grundlæggende spørgsmål: Sandwich scale Laminate scale Face (laminate) Core H H ~ 50-100 mm h ~ 1-50 mm - processering, defekter, skader - optimering af egenskaber h Lamina scale t t ~ 100-500 m På alle skala: Microscale d Matrix Fiber d ~ 5-150 m - karakteriseringsmetoder - modelleringværktøj Roughness scale R a R a ~ 10-50 nm - verifikation (test af modeller) Molecyle scale l l ~ 0,5-10 nm - sammenkædning af skalaer
Den faglige idé: - kompositter på mange skala Wing scale L L ~ 10-60 m Videnskabelig idé: Sandwich scale Laminate scale Face (laminate) Core H H ~ 50-100 mm h ~ 1-50 mm - dybere forståelse for kompositstrukturer/-materiales opførsel gennem multi-skala analyse h Lamina scale t t ~ 100-500 m Metoder: Microscale Roughness scale d Matrix Fiber R a d ~ 5-150 m R a ~ 10-50 nm - eksperimentel karaterisering på hver skala (metodeudvikling) - modeller til sammenkædning af de forskellige skalaer (modeludvikling) Molecyle scale l l ~ 0,5-10 nm
Simuleringsværktøj - forudsigelse af deformation 10 2 10 0 10-2 10-4 Explicit Finite Element Method Implicit Finite Element Method 10-6 10-8 10-10 10-12 Molecular Dynamics Monte Carlo Coarse Grain 10-9 10-6 10-3 10 0 10 3 10 6 Time (seconds) Characteristic Length Scales (m) Atomistic Continuum mechanics Atom modeller opererer med meget korte tidsskalaer
Experimental metoder - måling af forskydninger Characteristic Length Scales (m) 10 2 10 0 10-2 10-4 10-6 10-8 Point Field 10-10 10-12 Camera Light Microscopy SEM TEM AFM 10-9 10-6 10-3 10 0 10 3 10 6 Time (seconds)
Projektdeltagere - forskningsgruppernes størrelse Partner (mand m/k) Risø DTU 29 AAU Institut for Maskinteknik (IME) 25 DTU Mekanik 11 DTU Byg 8 DTU Matematik 2,5 DTU Nanotech 2
Projektdeltagere - forskningsgruppernes ekspertise Risø DTU kompetencer - fremstilling af kompositmaterialer - optisk og skanning electron mikroscopi - materiale forskning (multiskala) - mekanisk prøvning - analytisk and numerisk modelling - strukturelt design 29 mandår/år
Projektdeltagere - forskningsgruppernes ekspertise IME-AAU kompetencer - design og analyse - fremstilling af kompositter og sanwich strukturere - materiale forskning (multiskala) - udvikling af værktøj til modellering og optimalt design 25 mandår/år
Projektdeltagere - forskningsgruppernes ekspertise DTU Mekanik kompetencer - analytisk og numerisk modelling (materialer & strukturer) - prøvning af laminater og sandwich strukturer 11 mandår/år DTU Byg kompetencer - modelling og strukturel testing 8 mandår/år
Projektdeltagere - forskningsgruppernes ekspertise DTU Matematik kompetencer - topologisk optimimering 2,5 mandår/år DTU Nanotec - overfladekemi (fiber/matrix) 2 mandår/år
Organisation Ledelse centerleder og vice-centerleder styregruppe work package ledere og ph.d.-vejledere Rådgivning international advisory group
Organisation Ledelsen: centerleder og vice-centerleder - DCCSMs ansigt udad - kommunikation med DSF - styrer DCCSM projektet - kommunikation med work package leder og ph.d-vejledere [hver ph.d. studerende skal have vejleder fra mindst to partnere]
Organisation Styregruppe: - planlægger og igangsætter (mødes 3-4 årligt, brainstorming: ideer til nye aktiviteter) - nedsætter undergrupper der laver ansøgninger - nedsætter undergrupper der arrangerer årlige seminar / kurser - inviterer gæsteforskere International Advisory Committee: - deltager i seminar - kommer med ideer til nye tiltag - foreslår gæsterforskere
Opdeling Kerne og Skal - DSF finansierede og egne aktiviteter Økonomisk opdeling - Kernen: finansieret af DSF - Skallen: egenfinansiering Skal (anden finansiering) Grænse mellem academia og industri Kerne (DSF finansieret)
Projektorganisation Faglig opdeling - Kernen: rene forskningsprojekter - Skallen: samarbejdsprojekter Skal Industri Grænse mellem academia og industri Industri Forskningsprojekt EPFprojekt Kerne Kommercielle opgaver
Samspil med industri - principper Den offentlige forskningsverden: - skal udvikling af nye ideer, ny viden, nye metoder - uddanne kompetente ingeniører til industrien - skal ikke udvikle industriens produkter Samarbejde: - fælles forsknings- & udviklingsprojekter - vidensdeling (møder, workshops) Industrien: - udvikle nye produkter - sælge produkter, tjene penge - støtte forskningverdenen
Samspil med industri - Muligheder for samarbejde med DCCSM Tak for opmærksomheden! Kommentarer? Deltagelse i Centeret (DSF ansøgningen) - direkte økonomisk støtte til Centeret - finansiering af ph.d.- og Post Doc projekter - egenfinansiering - evt. støttererklæringer - medlemskab? - deltagelse i kommende projekter i Center regi Spørgsmål?