Numerische Untersuchung zum aerodynamischen und aeroelastischen Verhalten einer Windenergieanlage bei turbulenter atmosphärischer Zuströmung

Windenergieanlagen unterliegen einer stetig wechselnden Zuströmung, die unter anderem durch die Turbulenz der Atmosphäre hervorgerufen wird. Diese führt zu stärkeren Fluktuationen von Lasten und Leistung der Anlage und beeinflusst somit deren Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit. Diese Arbeit liefert einen Beitrag zum besseren Verständnis des Einflusses von Turbulenz und Scherung auf das Verhalten von Windenergieanlagen. Hierzu wird mittels numerischer Methoden sowohl das aerodynamische als auch das aeroelastische Verhalten einer realen 5MW Offshore-Windenergieanlage bei turbulenter atmosphärischer Zuströmung untersucht. Hierzu kommt eine Prozesskette zum Einsatz, die einen CFD-basierten Strömungslöser mit einem Mehrkörpersimulationsprogramm koppelt und zusätzlich die Vorgabe einer zeitlich und räumlich aufgelösten turbulenten Zuströmung am Einströmrand des Simulationsgebietes ermöglicht.