Aerodynamik für Windenergieanlagen

Windenergieanlagen sind aerodynamisch angetriebene Maschinen. Ihre Leistung und Lasten, aber auch der Großteil der Lärmentwicklung resultieren direkt aus der Aerodynamik der Rotorblätter. Die permanente Verbesserung der Aerodynamik von Windenergieanlagen ist daher sowohl für den wirtschaftlichen Betrieb als auch für die Akzeptanz ein zentraler Punkt. Dafür nutzt das Fraunhofer IWES numerische Strömungsberechnungen (engl. „Computational Fluid Dynamics“, CFD).

Ein Schwerpunkt am Fraunhofer IWES ist die Weiterentwicklung numerischer Methoden zur verbesserten Berechnung der Aerodynamik, wofür der quell-offenen CFD-Code OpenFOAM verwendet wird.

In den folgenden Gebieten bietet das Fraunhofer IWES sowohl detaillierte Strömungssimulationen als auch speziell zugeschnittene Lösungen.

 

Gittererstellung und CFD-Simulationen von Windenergieanlagen

Aufwendige CFD-Simulationen kompletter Windenergieanlagen helfen dabei, bestimmte Strömungsphänomene schon in der Auslegungsphase genauer zu analysieren. Tools zur automatischen Gittererstellung ermöglichen dabei die effiziente Durchführung von CFD-Rechnungen.

 

Profilsimulationen und Optimierung

Profilpolaren können mit stationären oder instationären, wirbel-auflösenden CFD-Methoden berechnet werden. Außerdem ist die Untersuchung von „Add-Ons“ wie Wirbelgeneratoren (engl. „Vortex Generators“) sowie die Optimierung der Profile für bestimmte Randbedingungen möglich.  

 

Verbesserung und Neuentwicklung von BEM-Korrekturmodellen

BEM-Codes bilden den Schwerpunkt in der Auslegung von Windenergieanlagen. Mit verbesserten Korrekturmodellen können Anlagen genauer berechnet und damit Kosten reduziert werden.

Lastrechnung und Systemdynamik

Das Fraunhofer IWES verfügt über Expertise in der Lastanalyse von Windenergieanlagen. Im Fokus steht die Verbesserung von Methoden und Software für die gekoppelte Simulation von Anlagen.  

Software-Entwicklungen und Tutorials

Manche Anwendungen erfordern die Erweiterung bestehender Software. Das Fraunhofer IWES bietet solche Entwicklungen an und passt die Software an individuelle Anforderungen an. Tutorials stehen zur Verfügung.

OpenFOAM-Schulungen und SOWE

Die Bedienung quell-offener Codes kann komplex sein. Das Fraunhofer IWES bietet deshalb Schulungen für Simulationen mit OpenFOAM an.