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2024 | Buch

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Optimierung eines 2D aktiven Gitters für Aerodynamikexperimente mit Particle Image Velocimetry

verfasst von: Simon Meckelnborg

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : BestMasters

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Die Ursprünge von aerodynamischen Lasten an den Rotorblättern einer Anlage sind vielfältig und komplex und können zu Betriebsschwierigkeiten und Beschädigungen von Komponenten einer Anlage führen. Ein hierbei herausstechender Effekt ist der dynamische Strömungsabriss am Rotorblatt, welcher durch unbeständige Einströmbedingungen an eben diesen erzeugt wird. Durch einen Strömungsabriss dieser Art kommt es zu variierenden Kräften am Rotorblatt, welche die zu erwartenden Lasten deutlich übersteigen. Es ist also von großem Interesse, die Vorgänge an einem Flügelprofil bei auftretendem dynamischen Strömungsabriss zu verstehen.

In diesem Buch wird gezeigt, wie ein 2D aktives Gitter optimiert wird, um dieses 2D aktive Gitter in einem Versuchsaufbau für dynamische Strömungsabrissexperiemente zu werden. Darauf aufbauend wurden Aerodynamikexperimente an einem NACA0006 Flügelprofil mit Kraft- und Particle Image Velocimetry Messungen durchgeführt, welche den Zusammenhang zwischen der Aerodynamik am Flügelprofil und den am Flügelprofil wirkenden Kräften aufzeigen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland nimmt stetig zu. Den größten Beitrag dazu leisten Windkraftanlagen an Land [1]. Neben dem Neubau von Windkraftanlagen spielt auch das Verständnis über die aerodynamischen Effekte an ganzen Windparks und einzelnen Windkraftanlagen eine wichtige Rolle bei der Leistungssteigerung der Windenergie.

Simon Meckelnborg

Kapitel 2. Theoretische Grundlagen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die theoretischen Grundlagen erläutert, welche zum Verständnis der physikalischen Effekte und Messinstrumente notwendig sind. Zunächst wird ein Einblick in die allgemeine Strömungsphysik geben. Danach wird eine kurze Einführung in die Grenzschichttheorie gegeben, da diese wichtig zum Verständnis der Physik im Windkanal und der Strömung an einem Flügelprofil ist.

Simon Meckelnborg

Kapitel 3. Versuchskomponenten und Messaufbau

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die in dieser Arbeit benutzten experimentellen Aufbauten vorgestellt. Zunächst werden die technischen Details des Windkanals und der Messstrecke vorgestellt. Dann wird es eine Erklärung des 2D aktiven Gitters und seiner Funktionen geben. Es folgen die Beschreibung der Versuchsaufbauten der Hitzdrahtmessung, der Kraftmessung an einem Flügelprofil und schließlich der PIV-Messung.

Simon Meckelnborg

Kapitel 4. Experimente und Ergebnisse

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der verschiedener Experimente dargestellt und analysiert. Zunächst wird der Einfluss des 2D aktiven Gitters in der offenen und geschlossenen Messstrecke mittels Hitzdrahtmessungen verglichen. Danach folgt eine Charakterisierung der verschiedenen Gitterkonfigurationen und Ansteuerungsprotokolle in der geschlossenen Messstrecke.

Simon Meckelnborg

Kapitel 5. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

Ziel dieser Arbeit war es das 2D aktive Gitter der AG TWiSt zu modifizieren um dadurch größere und qualitativ bessere Einfallswinkel der Strömung zu erzeugen. Anschließend sollte das modifizierte 2D aktive Gitter benutzt werden, um Aerodynamikexperimente an einem NACA0006 Flügelprofil durchzuführen.

Simon Meckelnborg

Backmatter

Titel: Optimierung eines 2D aktiven Gitters für Aerodynamikexperimente mit Particle Image Velocimetry
verfasst von: Simon Meckelnborg
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-46479-0
Print ISBN: 978-3-658-46478-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-46479-0

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