Turbulenz, Windenergie und Stochastik

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Universität Oldenburg
Institut für Physik & ForWind
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26129 Oldenburg

Prof. Dr. Joachim Peinke
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Turbulenz, Windenergie und Stochastik

Aktuelle Publikationen

T. Messmer, M. Hölling, J. Peinke:

Enhanced recovery caused by nonlinear dynamics in the wake of a floating offshore wind turbine

Journal of Fluid Mechanics , Volume 984 , 10 April 2024 , A66
DOI: doi.org/10.1017/jfm.2024.175

Schwimmende Windkraftanlagen sind eine wichtige Technologie für die Weiterentwicklung der Offshore-Windenergie.
In dieser Forschung wird der Einfluss der Bewegungen einer idealisierten schwimmenden Windkraftanlage auf die erzeugte Nachlaufströmung experimentell im großen Windkanal der Universität Oldenburg untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Bewegung der schwimmenden Turbine den Übergang zum "Far-Wake" (vollentwickeltes Nachlaufgebiet) beschleunigt und die Nachlauferholung im Vergleich zu einer fixen Turbine erhöht. Diese Ergebnisse sind besonders ausgeprägt bei niedrigen Turbulenzwerten in der Anströmung. 

T. T. B. Wester, J. Peinke, G. Gülker :

Description of laminar-turbulent transition of an airfoil boundary layer measured by differential image thermography using directed percolation theory

Phys. Rev. Fluids 9, 033903, 2024
DOI: doi.org/10.1103/PhysRevFluids.9.033903

Die Untersuchung untersucht Grenzschichtübergänge und nutzt differentielle Thermographie (DIT) und die Theorie der gerichteten Perkolation an einem beheizten Flügelprofil. Sie hebt die Genauigkeit von DIT bei der Erkennung von Übergängen hervor und bestätigt die Wirksamkeit der Theorie bei der Beschreibung des Beginns der Turbulenz, im Einklang mit universellen Exponenten. Dieser Ansatz zeigt eine breite Anwendbarkeit in der Fluidmechanik und deutet auf das Potenzial als präzises Werkzeug für die Turbulenzanalyse hin.

L. Neuhaus, M. Wächter, J. Peinke :

The fractal turbulent–non-turbulent interface in the atmosphere

Wind Energ. Sci., 9, 439–452, 2024
DOI: doi.org/10.5194/wes-9-439-2024

Zukünftige Windturbinen erreichen beispiellose Höhen und werden von Windbedingungen beeinflusst, die noch nicht im Detail untersucht wurden. Mit zunehmender Höhe wird ein Übergang zu laminaren Bedingungen mit einer turbulent-nicht-turbulenten Grenzfläche (TNTI) wahrscheinlicher. In diesem Artikel wird die Präsenz und Fraktalität dieser TNTI in der Atmosphäre untersucht. Typische Fraktalitäten, die aus idealen Labor- und numerischen Studien bekannt sind, sowie ein häufiges Auftreten der TNTI in Höhen von Multi-Megawatt-Turbinen werden gefunden.

L. Neuhaus, M. Hölling, W. Bos, J. Peinke :

Generation of Atmospheric Turbulence with Unprecedentedly Large Reynolds Number in a Wind Tunnel

Physical Review Letters 11 Sep 2020 Vol. 125, Iss. 15, Pg. 154503
DOI: doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.154503

Presse Mitteilungen: 
uol.de/aktuelles/artikel/sturm-im-windkanal-4514

A. Fuchs, S. M. D. Queirós, P. G. Lind, A. Girard, F. Bouchet, M. Wächter, and J. Peinke:

Small scale structures of turbulence in terms of entropy
and fluctuation theorems

Physical Review Fluids 11 Mar 2020 Vol. 5, Iss. 3, Pg. 034602
DOI: doi.org/10.1103/PhysRevFluids.5.034602

P. Veers, K. Dykes, E. Lantz, S. Barth, C. L. Bottasso, O. Carlson, A. Clifton, J. Green, P. Green, H. Holttinen, D. Laird, V. Lehtomäki, J. K. Lundquist, J. Manwell, M. Marquis, C. Meneveau, P. Moriarty, X. Munduate, M. Muskulus, J. Naughton, L. Pao, J. Paquette, J. Peinke, A. Robertson, J. Sanz Rodrigo, A. M. Sempreviva, J. C. Smith, A. Tuohy, R. Wiser:
Grand challenges in the science of wind energy
Science  25 Oct 2019: Vol. 366, Issue 6464, eaau2027
DOI: 10.1126/science.aau2027

Pressemitteilung "Herausforderungen in der Windenergieforschung"

J. Peinke, M.R.R. Tabar, M. Wächter:
The Fokker-Planck Approach to Complex Spatiotemporal Disordered Systems
Annual Review of Condensed Matter Physics 2019 10:1
doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-033117-054252

H. Haehne, J. Casadiego, J. Peinke, M. Timme:
Detecting Hidden Units and Network Size from Perceptible Dynamics
Phys. Rev. Lett. 122, 158301
doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.158301

2017: 100 Jahre Fokker-Planck-Gleichung

"The area of turbulence is one of the most challenging research fields in modern science that, despite remaining unsolved, has led to many new innovative concepts and new research fields in a number of disciplines."

"I became interested in turbulent liquid and gas flows at the end of the thirties. From the very beginning it was clear that the theory of random functions of many variables (random fields), whose development only started at that time, must be the underlying mathematical technique. Moreover, I soon understood that there was little hope of developing a pure, closed theory, and because of the absence of such a theory the investigation must be based on hypotheses obtained by processing experimental data."

[1] Planck, M. (1917). "Über einen Satz der statistischen Dynamik und seine Erweiterung in der Quantentheorie". Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. *24*

[2] By Konrad Jacobs (owpdb.mfo.de/detail?photoID=7493) [CC BY-SA 2.0 de (creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/de/deed.en)], via Wikimedia Commons

 

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