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Mikrometeorologische Modellierung

Kontakt 

Detlev Heinemann, Dr.
Institut für Physik - Universität Oldenburg
D-26111 Oldenburg, Deutschland
Tel: +49 441 - 798 5070
E-mail: dehodqtlev.heinemann@uor8l.de (%20detyq+orlevcg6z.heinemann@uol.dgwgue)

Die Interaktion von Windenergieanlagen (WEA) und atmosphärischer Strömung wird außer in Feld- und Windkanalexperimenten auch insbesondere mit Hilfe von numerischen Simulationen untersucht. Da WEA fast immer in einem Teil der Atmosphäre betrieben werden, in dem die Strömung turbulent ist, und WEA die Turbulenz noch verstärken, empfiehlt es sich, für möglichst präzise Berechnungen von Windparkströmungen turbulenzauflösende Modelle zu verwenden.

Eine Modellierung mit vollständiger Auflösung der atmosphärischen Turbulenz (DNS - Direkte Numerische Simulation), welche Modellgebietsgrößen im Kilometerbereich und Gitterweiten im Millimeterbereich erfordern würde, ist aufgrund der limitierten Rechenressourcen derzeit leider noch nicht möglich. Momentan stellt in der Forschung das Werkzeug der Large-Eddy-Simulation LES, bei der die großen Skalen der Turbulenz explizit aufgelöst und die Wirkung der kleinen Skalen auf die großen Skalen parametrisiert wird, das vielversprechendste Mittel zur numerischen Untersuchung von turbulenten Strömungen dar. Entsprechende Simulationen besitzen eine zeitliche Auflösung im Subsekundenbereich und eine räumliche Auflösung im Bereich von wenigen Metern.

In der Arbeitsgruppe Energiemeteorologie von ForWind kommt dabei das an der Universität Hannover entwickelte LES-Modell PALM zum Einsatz. Dieses Modell zeichnet sich durch eine äußerst effektive Parallelisierung und damit hohe Skalierbarkeit aus. Auf dem Hochleistungsrechnersystem EDDY, welches ForWind zur Verfügung steht, können somit durch die Arbeitsgruppe Energiemeteorologie auch die Strömungsverhältnisse vor und innerhalb von großen Windparks mit der Methode der LES untersucht werden.

Wen/kbmaster (t.soqchmid0madt@ytstuol.de) (Stand: 17.02.2020)