Strömungs-Struktur-Eigenschaften von flexiblen Tragflächen für Windrotoren

Rotoren für Windkraftanlagen mit flexibler Bespannung können im Vergleich zu konventionellen Rotorblattkonzepten gegebenenfalls eine ähnliche aerodynamische Leistungsfähigkeit erzielen. In diesem Kontext befasst sich das Forschungsvorhaben mit der Interaktion zwischen Strömung und flexibler, membranähnlicher Blattoberfläche, welche einen deutlichen Einfluss auf die aerodynamische Leistung einerseits und auf die strukturellen Lasten andererseits hat. Den Untersuchungen liegt dabei eine Flügelkonfiguration mit tragender Holmstruktur und flexibler Tragfläche zugrunde. Die Adaptivitätseigenschaften der flexiblen Tragfläche sollen einerseits eine gewünschte Zieldruckverteilung bzw. aerodynamische Leistung ermöglichen und andererseits relativ zu herkömmlichen Blattstrukturen geringere Strukturlasten aufweisen sowie eine Abminderung von Spitzenlasten bei stark instationärer Anströmung bzw. Böenbeaufschlagung ermöglichen. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf hochwertigen numerischen Methoden für die Simulation der Wechselwirkung zwischen flexibler Tragfläche und einwirkender Umströmung und der Absicherung der Simulationsergebnisse durch Windkanalexperimente für ein Flügelsegment. Als zukünftiges Ziel sollen für FlexWing-Anwendungen die möglichen Potenziale aufgezeigt und die Ergebnisse dieser Untersuchungen für Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen genutzt werden.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen

Mitverantwortlich Professor Dr.-Ing. Roland Wüchner