Aerodynamik und Blattentwurf - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 150

H-Darrieus Wirbelfleckenmodell

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Bild 4.19 Momentaufnahme des
Strömungsfeldes Strömungsfeld
eines dreiblättrigen H-Darrieus-
Rotors nach zwei Umläufen

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ein stationäres aber asymmetrischesModell erhielt. Interessant ist weiterhin, dass Holmes' An-
satz eine Strahlablenkung quer zur Anströmung zu beschreiben vermag. Im Rahme einer AD-
Formulierung kann Holme's Modell in CFD-Systeme implementiert werden, damit kann über
die von Holme noch zu nutzende Linearisierung der Ansätze hinausgegangen werden [ 80] .
b) Transiente Methoden
Ein grundlegender Unterschied bei der Behandlung von Vertikalrotoren ist die starke, periodi-
sche Veränderung vieler Größen während eines Umlaufs.
Ist die Blattzahl kleiner als 3, so kann ein einfaches transientes Wirbelmodell [ 93] sinnvoll zur
Modellierung eingesetzt werden. Es konnte [103, 108] gezeigt werden, dass die bei Umlauf-
mittelung erhaltenen Größen reproduziert werden. In Bild 4.19 ist das Strömungsfeld eines
dreiblättrigen H-Rotors mit Völligkeit æ = 0,3 und ∏ = 2 nach 2 Umläufen dargestellt. Das In-
teresse an solchen Wirbelmethoden ist unlängst wieder erwacht [18, 57] . Weiterhin kann man
so die pro Umlauf wirksamen Lastvariationen identifizieren, die für die Lastkollektive zur Be-
stimmung der Dauerfestigkeit wichtig sind.
c) Dynamic Stall
Unter dem Phänomen des dynamic stall versteht man die durchaus markante Änderung der
Polaren durch dynamische Einflüsse, z. B. bei Oszillation des Flügels. Eine ausführliche Diskus-
sion in Bezug auf VAWT wird bei Oler et al. [64] gegeben. Wir bemerken hier nur, dass dieser
Effekt bei großen Völligkeiten sowie kleine Schnelllaufzahlen - und damit großen Anstellwin-
keländerungen - besonders ausgeprägt ist.
d) Bemerkungen zur aerodynamischen Profilauswahl für VAWT
Im Gegensatz zu den Horizontalmaschinen, bei denen die Zirkulation ° º c · C l ein wichtiger,
das Blatt bestimmender Parameter ist, übernimmt diese Funktion in denmeistenModellen für
VAWT die Völligkeit æ = B · c / R . Daher ist C l - und damit das Profil - nur implizit einbezogen, da
in allen obigen Überlegungen entweder idealerweise C l

= 2 ºÆ zu setzen ist oder andererseits

Polartabellen benutzt werden.