Themenschwerpunkt
Numerische Erforschung und Vorhersage wirbelerregter Turmschwingungen von Windturbinen
Einsatzort
Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG)
Vergütung: Lohn (in €)
Verg. Gr. TV-L EG13
Beginn Beschäftigung
Ab sofort
Bewerbungsfrist
15. Dezember 2023
Wirken Sie an der Energiewende mit und forschen Sie im Bereich der Windenergie!
Die stetig zunehmende Größe von Windturbinen und damit einhergehende steigende Flexibilität von Komponenten führt zu einem erhöhten Risiko aeroelastischer Instabilität. Insbesondere kann es zu wirbelinduzierten Schwingungen des Turms während des Aufbaus der Anlage zu kommen, bei denen es durch eine Resonanz zwischen Turmeigenfrequenz und zyklisch ablösenden, instationären Wirbelstraßen im Nachlauf zu einem kritischen Aufschwingen bis hin zum Versagen der Turmstruktur kommen kann.
Im Rahmen eines nationalen Verbundforschungsprojektes, an dem Universitäten, Forschungseinrichtungen und Industrie beteiligt sind, sollen die Mechanismen der wirbelerregten Schwingungen für unterschiedliche Windbedingungen erforscht und Vorhersagemethoden entwickelt und validiert werden. Zur Validierung der Simulationen werden von einem Projektpartner detaillierte Windkanalexperimente durchgeführt.
Das IAG ist Mitglied im Forschungsnetzwerk WindForS (www.windfors.de), dessen Forschungsschwerpunkt die Windenergienutzung im komplexen Gelände darstellt.
Problemstellung und Aufgaben
In der Arbeitsgruppe Windenergie des IAG wurde eine CFD-basierte multidisziplinäre Simulationsumgebung entwickelt, die eine detaillierte Studie der Aerodynamik, der Aeroelastik und der Aeroakustik von Windturbinen ermöglicht. Damit werden insbesondere Wechselwirkungen einer turbulenten atmosphärischen Zuströmung mit Windturbinen untersucht, auch unter Berücksichtigung komplexer Geländeorographien, Gebäuden oder Vegetation. Diese Simulationskette wird im Rahmen des Forschungsprojektes zur hochgenauen aeroelastischen Simulation der Umströmung von Turmsegmenten sowie kompletten Türmen und der strömungsphysikalischen Analyse der instationären Nachlaufentwicklung genutzt. Der Nachlauf wird hierbei skalenauflösend im LES-Modus berechnet, was eine physikalisch korrekte Erfassung der Nachlaufinstabilität und Wechselwirkung mit einer turbulenten Außenströmung ermöglicht. Neben der strömungsphysikalischen Analyse der Mechanismen wirbelerregter Schwingungen dienen die Simulationsergebnisse und Windkanaldaten zur Weiterentwicklung eines industriell nutzbaren recheneffizienten Vorhersagemodells, an dessen Entwicklung sich das IAG beteiligt. Die Arbeiten bauen auf langjährigen spezifischen Forschungen des IAG auf.
Nähere Informationen über die Inhalte der Arbeiten erhalten Sie beim unten angegebenen Ansprechpartner.
Anforderungen
Voraussetzung ist ein sehr guter MSc-Abschluss in einem technischen oder naturwissenschaftlichen Studiengang mit fundierten Kenntnissen in Strömungsmechanik, Aerodynamik und der CFD Anwendung inklusive Netzgenerierung.
Die Universität Stuttgart möchte den Anteil der Frauen im wissenschaftlichen Bereich erhöhen und ist deshalb an Bewerbungen von Frauen besonders interessiert. Vollzeitstellen sind grundsätzlich teilbar. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung vorrangig eingestellt. Die Einstellung der akademischen Mitarbeiter/innen erfolgt durch die Zentrale Verwaltung.
Haben wir Ihr Interesse geweckt?
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Dr.-Ing. Thorsten Lutz
Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
Universität Stuttgart
Pfaffenwaldring 21
70550 Stuttgart
Tel.: 0711 / 685-63406
Dr.-Ing. Thorsten Lutz
