ThermoStall2

Dynamic Stall an Windenergieanlagen (WEA) führt zu instationären Lasten, reduziert den aerodynamischen Wirkungsgrad und erhöht die akustischen Emissionen der Rotorblätter. Aktuell fehlt eine in-prozess-fähige Messtechnik zur Detektion und Lokalisierung von Dynamic Stall an realen WEA, um das Auftreten und die zugrundeliegenden Wirkmechanismen dieses Phänomens untersuchen, verstehen und letztlich minimieren zu können.

Deshalb ist das Ziel des Vorhabens, eine berührungslose, indirekte Erfassung von Dynamic Stall zu ermöglichen, indem sowohl charakteristische Signaturen der Oberflächentemperatur als auch der akustischen Emissionen identifiziert und genutzt werden.

Die thermografische Strömungsvisualisierung bietet als bildgebendes Messverfahren eine hohe räumliche Auflösung, während die Akustik der Rotorblätter mit einer geringen zeitlichen Verzögerung auf eine einsetzende Strömungsablösung reagiert. Die Auswertung thermischer und akustischer Signale verspricht somit eine sowohl räumlich als auch zeitlich hochaufgelöste Detektion und Lokalisierung von Dynamic Stall an in Betrieb befindlichen WEA.

Mit numerischen und experimentellen Studien soll ein grundlegendes Verständnis der thermischen und akustischen Signale beim Auftreten von Dynamic Stall erarbeitet und das Auflösungsvermögen und die Messbarkeitsgrenzen des hybriden Messansatzes geklärt werden. Die Experimente umfassen sowohl Windkanaluntersuchungen mit idealisierten Messbedingungen als auch Freifeldmessungen an einem rotierenden Rotorblatt an einer realen WEA.