Computergestützte Strömungssimulation

Berechnete Beschleunigung über Testdatensatz (Askervein Hügel) entlang der Linie AA

Berechnete Windgeschwindigkeit für den Testdatensatz „Komplexes Gelände“ (Bolund Hügel). Die Berechnungen basieren auf einer Methode mit integrierten Randbedingungen. Ein kartesisches Gitter wird für Windrichtungen von 239° und 270° verwendet.

In den letzten Jahren hat sich die computergestützte Strömungsberechnung (CFD) als ein potentes Werkzeug für die Planung und Analyse von Windfarmprojekten erwiesen. Obwohl die meisten neuen Windturbinen in unregelmässigem Gelände installiert werden, haben sich doch die meisten Forschungsansätze auf das Strömungsfeld über flachen Gebieten mit glatter Topographie beschränkt.

Um die Analyse von atmosphärischen Strömungen über unregelmässigem Gelände zu ermöglichen, hat das LEC eine alternative Technik zur Gittererzeugung entwickelt, die eine Methode integrierter Randbedingungen für dir Geländemodellierung verwendet. Da nur eine kartesisches Gitter zur Simulation der Windströmung  für die komplette Windrose notwendig ist, ist bis zu 70 mal weniger Zeit für die Gittererzeugung notwendig verglichen mit einem jeweils angepassten Berechnungsgitter.

Die entwickelte Methode der integrierten Randbedingungen wird zur Simulation der Strömung über den Askervein Hügel (mässige Steigung) und dem Bolund Hügel (komplexes Gelände) verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse mit nur einem Berechnungsgitter für verschiedene Windrichtungen zeigen die Bedeutung für Anwendungen im Bereich Windenergie auf, da dasselbe einmal erzeugte kartesische Gitter für die Simulation von Wind für verschiedene Windrichtungen der Windrose verwendet werden kann.

Unser hochgenaues numerisches Kalibrierungstool für numerisches Geometrien steigern die Fertigkeiten des LEC im Bereich CFD für Strömungsmaschinen und werden weiter entwickelt um die Ungenauigkeit hinsichtlich des Energieertrags von Windfarmen wie auch hinsichtlich der Entwicklungszeit von Windfarmprojekten zu reduzieren.