Ansprechpartner


Prof. Dr. Joachim Peinke
Institut für Physik
AG Turbulenz,Windenergie und Stochastik – TWIST, Oldenburg
Tel.: +49 (0)441-798-5050
joachim.peinke(at)forwind.de


Medien zum Thema

CFD
In Spannweiten-Richtung gemittelter RMSE der Geschwindigkeit der Str?mung um einen Fl?gelabschnitt nach einer Spektral-Element direkt numerischen Simulation.

Aerodynamik


Die Rotorblätter einer Windenergieanlage sind massiven Belastungen ausgesetzt. Durch häufige Änderungen der Anströmung wirken stark fluktuierende Kräfte, die zur Materialermüdung führen können. Anhand numerischer Simulationen und Windkanalmessungen untersucht ForWind die durch verschiedene Strömungen auf die Rotorblätter einwirkenden Kräfte.

Numerische Simulation

Zur Untersuchung von Strömungen werden vorwiegend Methoden der „Computational Fluid Dynamic” (CFD) verwendet. Dabei werden grundlegende Wechselwirkungen zwischen der turbulenten Anströmung und dem Flügel berechnet. Für zeitlich hoch aufgelöste Berechnungen wird primär auf „Large-Eddy-Simulation” (LES) und „Direkte Numerische Simulation” (DNS) zurückgegriffen. Um zeitlich aufgelöste Berechnungen zu verbessern, setzt ForWind hierbei auch neue Verfahren ein.

Windkanalmessungen

Im Windkanal der Universität Oldenburg werden von ForWind Auftriebs- und Widerstandskräfte an Flügelsegmenten mit Reynoldszahlen bis 700.000 (ca. 50m/s) gemessen. Die auf den Flügel wirkenden Kräfte werden dabei berührungslos durch Drucksensoren ermittelt. Diese Messungen lassen sich sowohl bei festen als auch bei schnell variierenden Anstellwinkeln des Flügels zur Strömung durchführen. Besonders die Messungen unter variierenden Anstellwinkeln weisen kurzzeitige Krafterhöhungen auf, die als „Dynamic Stall“ bezeichnet werden. Entsprechende Modelle zum Dynamic Stall können auf Grundlage dieser Messungen erstellt und überprüft werden. Durch die Genauigkeit der Sensoren lassen sich bei Messungen unter festen Anstellwinkeln Widerstandsänderungen durch verschiedene Oberflächenqualitäten des Flügels nachweisen.

Weiterhin bietet der Windkanal die Möglichkeit zu diversen Messungen mit offener sowie geschlossener Messstrecke. Als Messverfahren stehen dabei beispielsweise Hitzdrahtanemometrie oder Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) zur Verfügung.