SNF-Vortex: Neuartige experimentelle Methoden zur Untersuchung der Entstehung und Auflösung von Spitzenwirbeln an Rotorblättern von Windkraftanlagen in atmosphärischen Turbulenzen

Das Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung neuartiger experimenteller Feldmethoden, um die kombinierten Effekte atmosphärischer Turbulenz auf die Entstehung und den Zerfall von Spitzenwirbeln im Nahbereich hinter einer Windturbine zu untersuchen. Weitere Ziele sind: (1) eine neue Messmethode zu entwickeln, um den Einfluss atmosphärischer Turbulenz auf die Rotorblattaerodynamik nahe der Blattspitze zu untersuchen; (2) eine neue Messmethode zu entwickeln, um den Einfluss der Turbulenz auf die Wirbeldynamik im Nachlauf zu erfassen; (3) anhand der gewonnenen Daten Zusammenhänge zwischen Anströmbedingungen, Blattaerodynamik und Wirbeldynamik zu bestimmen; sowie (4) einzigartige, offene Datensätze zu veröffentlichen, die weitere Forschung zu diesem Thema ermöglichen.

Bisherige Studien zu Spitzenwirbeln stützten sich vor allem auf Simulationen und Laborversuche, die Feldbedingungen nur begrenzt abbilden. Das Projekt kombiniert erstmals zwei bewährte Messtechniken – Drucksensoren auf der Rotorblattoberfläche (OST) und 3D-Strömungsvisualisierung (TUM) – im Feldeinsatz. Dies liefert wichtige Grundlagen für effizientere Windenergienutzung und stärkt zugleich den wissenschaftlichen Nachwuchs, da mehrere Postdocs und eine Doktorandin oder ein Doktorand am Projekt mitwirken.