Forschungsprojekt MeTuSA

Projekttitel: MeTuSA – Methoden zur Simulation von wirbelerregten Turmschwingungen und zur standortspezifischen Auslegung von hohen Windenergieanlagentürmen

Zusammenfassung:

Durch die steigende Größe von Windenergieanlagen steigt auch die Flexibilität von Komponenten und die Gefahr von aeroelastischen Instabilitäten. Hierbei sind insbesondere wirbelinduzierte Schwingungen des Turms im Aufbau der Anlage zu nennen (engl. Vortex induced Vibrations, ViV). Bei dieser Instabilität kommt es durch eine Resonanz zwischen Turmeigenfrequenz und zyklisch ablösenden, instationären Wirbelstraßen im Turm-Nachlauf zu einem kritischen Aufschwingen. Dies kann sowohl zu strukturellen Schäden an der WEA als auch zu Belastungen für das Aufbau- und Wartungspersonal führen. Da zu diesem Effekt in der Literatur und Wissenschaft keine geeigneten Berechnungsverfahren zur standortscharfen Simulation vorliegen, wird im Projekt MeTuSA ein neues semi-empirisches Verfahren entwickelt, das die Einbindung von Turmschwingungen in transiente Lastensimulationen ermöglicht. Zusätzlich werden die Einflüsse standortspezifischer meteorologischer Bedingungen und Gegenmaßnahmen im Projekt untersucht.

Das Teilvorhaben der Universität Oldenburg trägt in diesem Projekt neben der Entwicklung des semi-empirischen Modells vor allem mit Windkanalexperimenten zur Bildung der Datenbasis der Modellbildung sowie zur Validierung der Simulationen bei. Hierzu wird der zur Verfügung stehende Windkanal sowie ein aktives Gitter zur individuellen Gestaltung der benutzerdefinierten Einströmung genutzt, um vereinfachte Turmmodelle in verschiedenen Strömungssituationen wie z.B. Turbulenzintensitäten und Scherung zu untersuchen.