Untersuchung der Schallabstrahlung von der Hinterkante eines Windkraftanlagen Profils mit VLES und Wandmodellierung
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Abstract:
In früheren Arbeiten wurde ein aktives Backscatter Modell zur Verwendung in VLES entwickelt mit dem Ziel, eine Reduzierung der nötigen Gitterauflösung zu ermöglichen. Bei dem verwendeten Ansatz mittels nichtlinearer Störungsgleichungen (NLDE) wird das Reynolds-gemittelte Strömungsfeld aus einer vorhergehenden RANS CFD-Simulation als Basisströmung der Störungssimulation verwendet. Die CFD-Lösung wird dazu auf das VLES Gitter interpoliert. Starke Strömungsgradienten speziell in Wandnähe können auf dem VLES Gitter nicht akkurat wiedergegeben werden, was beispielsweise der Bildung turbulenter Strukturen entgegenwirkt. Dieser Effekt kann mit speziellen Wandmodellen korrigiert werden. Solche Modelle finden sich in der Literatur jedoch nicht für NLDE Ansätze.In dieser Arbeit wird ein Wandmodell zur Verwendung mit NLDE Gleichungen vorgestellt. Das Verfahren wird anhand der Hinterkanten-Schallabstrahlung bei einem DU96-W-180 Windkraftanlagenprofil getestet. Hierbei erfolgt die Schallgenerierung durch die turbulenten Strukturen, die die Hinterkante überströmen. Der Simulationsfall repräsentiert einen Testfall der Kategorie 5 des BANC Workshops für strömungsakustische Simulationsprobleme, für den umfangreiche experimentelle und numerische Vergleichsdaten zur Verfügung stehen. Diese werden zur Analyse der Simulationsdaten herangezogen.