Das Projekt "FHprofUnt 2015: High Efficiency Low Noise HeaTeilprojekt ump Dryer - Teilprojekt B" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Berliner Hochschule für Technik, Fachbereich II Mathematik, Physik und Chemie.Durch den Einsatz von Wärmepumpen in Wäschetrocknern wird der Energieverbrauch gegenüber konventionellen Wäschetrocknern signifikant reduziert. Eine weitere Verbreitung wird durch deren höheres Geräuschniveau erschwert, welches durch den prinzipiell erhöhten Strömungswiderstand und den höheren Volumenstrom für den Wärmepumpen-Prozess bedingt ist. Für die Vorhersage und Optimierung der Strömungsgeräusche stehen derzeit keine geeigneten Methoden zur Verfügung. Im Rahmen von HELNOISE sollen entsprechende Werkzeuge für Wärmepumpentrockner, speziell für die Luftführung und den neuen Ventilator, weiterentwickelt werden. Ziel ist es, Radiallüfter und Luftführungen zu entwickeln, die im Hinblick auf die Gesamtakustik und den Energieverbrauch optimiert sind. Hierzu sollen die folgenden Arbeiten durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung der Aeroakustik werden verschiedene hoch-effiziente Radiallüfter entworfen und die Kennlinien mit Hilfe der Computational Fluid Dynamics (CFD) berechnet. Darauf basierend werden die für die Akustik entscheidenden instationären Strömungsfelder berechnet (Arbeitsgruppe Strömungssimulation von Prof. Frank, HTW, Teilprojekt A). Verschiedene hochauflösende, experimentelle Methoden dienen zur Validierung der numerischen Ergebnisse. Diese Datensätze der instationären Druckschwankungen bilden die Rechenbasis, mit deren Hilfe die Schallabstrahlung von Ventilatoren in das akustische Fernfeld vorherbestimmt werden kann (Arbeitsgruppe Akustiksimulation von Prof. Ochmann, Beuth, Teilprojekt B). Hierfür werden die Randdaten der Geschwindigkeit und des Druckes auf einer die Strömungsmaschine umgebenden Hüllfläche bestimmt und als Eingabedaten für ein Randelementeverfahren (Boundary Element Method, BEM) verwendet. Als integrale Optimierungsgröße wird die abgestrahlte Schallleistung berechnet. Die gemeinsam erzielten Ergebnisse werden an einem realen Lüfter-Prototypen experimentell überprüft, die Methoden validiert und das Gesamtsystem optimiert.
Das Projekt "Objektive Kriterien zu Erschütterungs- und Schallemissionen durch Windenergieanlagen im Binnenland (TremAc), Teilvorhaben: Untersuchung der von Windkraftanlagen ausgehenden Schallemissionen für repräsentative Betriebsbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Windenergie.Das Ziel dieses Projektes ist, die von Windkraftanlagen ausgehenden Schall- und Erschütterungsemissionen besser zu verstehen. Diese Emissionen spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidung darüber, an welchen Standorten Windkraftanlagen aufgebaut werden dürfen. Da Gesundheit oder Lebensqualität der Menschen, die in der Nähe von Anlagen wohnen, beeinträchtigt werden können, ist es wichtig die Emissionen besser zu verstehen, um die Akzeptanz der Anlagen zu erhöhen. Weiterhin sollten die Ergebnisse dieses Projektes helfen, neue Lösungen für die Reduktion der Emissionen zu finden, die von der Industrie umgesetzt werden können. Der Beitrag der TU München zu diesem Projekt wird die Entwicklung der Simulation der Schallemissionen sein. Insgesamt wird das geplante Projekt die Vernetzung der deutschen Windenergieforschung fördern und die Verwertungsaussichten, einschließlich der Schutzrechtssituation für die deutsche Windenergieindustrie, weiter verbessern. Im Projekt wird die TUM die Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) Methode verwenden, um die Schallemissionen der Windkraftanlagen zu berechnen. Die auf FW-H Methode basierte Simulation wird mit den Windkraftanlagesimulationen von USTUTT-SWE und USTUTT-IAG gekoppelt. Das Projekt besteht aus drei Phasen: Phase 1: Die Struktur der FW-H Simulation und die erforderlichen Eingaben werden definiert. Weiterhin wird ein angemessenes Interface zwischen FW-H und den Windkraftanlagesimulationen entwickelt. Phase 2: Die FW-H Simulation wird entwickelt. Die Angaben von Blatt-Oberfläche-Druck und Blattnahfeld werden verwendet, um die Schallemissionen zu berechnen. Um die Genauigkeit der entwickelten FW-H Methode zu erhöhen, wird auf den Messungen basierend, eine Kalibrierungsmethode entwickelt. Phase 3: Die entwickelte FW-H Methode wird verwendet, um die Schallemissionen für repräsentative Betriebsbedingungen, einschließlich turbulenter Windanströmung, zu berechnen. Eine statistische Abhandlung der Simulationsergebnisse wird durchgeführt.
Das Projekt "Objektive Kriterien zu Erschütterungs- und Schallemissionen durch Windenergieanlagen im Binnenland (TremAc), Teilvorhaben: Einfluss der Triebstrangdynamik auf die Emission von Erschütterungen und Infraschall" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MesH Engineering GmbH.In dem beantragten Vorhaben sollen die Emissionen von Erschütterungen und Infraschall von Windenergieanlagen modelliert und verstanden werden. Dazu wird ein Mehrkörpersimulationsmodell des Triebstrangs einer Windenergieanlage entwickelt, um den Transfer von Vibrationen zu erkennen. Ein Schwerpunkt liegt in der Entwicklung eines rheologischen Modells der Elastomerlager zur Triebstrangentkopplung. Des Weiteren ist geplant die Emissionen von Windenergieanlagen zu reduzieren. Dazu werden Empfehlungen abgegeben wie der Lastpfad verändert werden kann, um die Vibrationen die für eine Emission von Infraschall und Erschütterungen ursächlich sind gezielt zu dämpfen. Dieses Teilvorhaben bearbeitet insbesondere 4 Teil-Arbeitspakete. Im Teil-AP A2.2 wird die Modellierung der Triebstrangkomponenten der Referenz-Windenergieanlage inklusive elastischer Kopplungselemente vorgenommen. Teil-AP D1.3 widmet sich der Ermittlung des notwendigen und hinreichenden Detaillierungsgrads des MKS-Modells des Triebstrangs. Im Teil-AP D2.2 wird eine Optimierung der Triebstrang-Lagerung erarbeitet. Zudem werden Modellierungs- und Auslegungshinweise hinsichtlich der Triebstrangkomponenten abgegeben (AP D4).
Das Projekt "FHprofUnt 2015: High Efficiency Low Noise HeaTeilprojekt ump Dryer - Teilprojekt B, FHprofUnt 2015: High Efficiency Low Noise HeaTeilprojekt ump Dryer - Wärmepumpentrockner mit hohem Wirkungsgrad und niedrigem Geräusch" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Hochschulteil Blankenburg, Fachbereich 2, Ingenieurwissenschaften II, Labor Thermo- und Fluiddynamik.
Das Projekt "Entwicklung eines leisen Rotorblatts zur Steigerung von Energieertrag und zur optimalen Nutzung der Ertragspotenziale von Windkraftflächen, Teilvorhaben: Aeroakustische Blattoptimierung und integriertes Schallprognosemodell" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Siegen, Institut für Fluid- und Thermodynamik, Fachgebiet Strömungsmaschinen.Das Konsortium entwickelt im Gesamtvorhaben ein innovatives geräuschemissionsarmes Rotorblatt für Senvions nächste Anlagengeneration der 3 - 4 MW-Klasse und stellt es in einem Demonstrator-Blattsatz dar. Parallel dazu werden im hier beantragten Teilprojekt an der Universität Siegen neue geräuschmindernde Maßnahmen wie Zackung von Bereichen der Blatthinterkante und aktives Ausblasen eines Luftstroms im Bereich der Blatthinterkante theoretisch und experimentell erforscht. Diese Maßnahmen sind abgestimmt auf die Konstruktionsmerkmale des neuen Rotorblatts und werden entweder bereits in dem Demonstratorblattsatz umgesetzt und getestet oder in Form von Handlungsrichtlinien so dokumentiert, dass eine Erprobung unmittelbar in der nachfolgenden Blattgeneration erfolgen kann. Im Rahmen des Gesamtprojekts RENEW werden in diesem Teilprojekt die Arbeitspakete 2 und 3 bearbeitet. AP2: Übertragung der durch Modellvorversuche erarbeiteten Schalloptimierungsmaßnahmen auf die Großausführung (Ausgangspunkt ist eine dazu an der Universität Siegen abgeschlossene Vorstudie); weitere akustische Optimierung des Tragflügelprofils unter Berücksichtigung von Ausblasen und Hinterkantenzackung; Konstruktion und Bau eines zweidimensionalen Schaufelblattsegments im Maßstab 1:1 mit den Schallminderungsmaßnahmen 'Ausblasen' und 'gezackter Hinterkante' (Serrations); experimentelle Untersuchung der o.g. Schallminderungsmaßnahmen durch Vermessung des 1:1 Schaufelblattsegments in einem aeroakustischen Windkanal; dabei auch Vermessung der schallrelevanten turbulenten Strömung im Bereich des Segments. AP 3: Entwicklung eines integrierten Prognoseverfahrens, mit dem das Leistungsverhalten, das aeroelastische Betriebsverhalten sowie die Schallemission unter Berücksichtigung atmosphärischer Bedingungen von Full-Scale Windturbinen bereits im Entwurfsstadium vorhergesagt und optimiert werden kann; Validierung des integrierten Prognoseverfahrens durch Messungen am Demonstrator.
Das Projekt "Konzeption und Machbarkeitsstudie eines Absaugsystems zur Hinterkantenlärmreduktion an einem industrienahen Rotor (ActiQuieter), Teilvorhaben: Bewertung der industriellen Realisierbarkeit" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Nordex Energy SE & Co. KG.Dass eine Schallreduktion mittels Grenzschichtabsaugung möglich ist, wurde bereits im Vorgängerprojekt gezeigt. Allerdings ging es in diesem Projekt um ein Profil, welches numerisch und unter Laborbedingungen experimentell untersucht wurde. Eine Übertragung der Technologie auf ein reales Rotorblatt einer Windturbine führt zu einer deutlich gesteigerten Komplexität. Auf die wesentlichen Punkte wird im Folgenden kurz eingegangen: Struktur, Blitzschutz, Energieversorgung, Werkstoffe, Prozesstechnik, Kosten. Alle diese Punkte werden im Rahmen des Projektes betrachtet, um eine Aussage über die Realisierbarkeit der Absaugtechnologie zu tätigen. Das Vorhaben ist in vier Arbeitspakete gegliedert. Im ersten Arbeitspaket wird ein Konzept zur Lärmreduktion an einem kommerziellen Rotor einer Windenergieanlage entwickelt, welches auf einem kombinierten Absaug- und Ausblassystem basiert. Im folgenden Arbeitspaket wird dieses Konzept hinsichtlich seines Verhaltens bei komplexeren Anströmzuständen und Off-Design-Bedingungen untersucht. Im dritten Arbeitspaket werden aus industrieller Sichtweise Untersuchungen zur Implementierbarkeit des Konzepts an einem kommerziellen Rotor erfolgen. Im finalen Arbeitspaket werden alle gewonnenen Erkenntnisse in einer breit gefächerten Bewertung des Konzepts münden, um eine belastbare Aussage zur Wirtschaftlichkeit des Konzepts zu erarbeiten und die Entscheidungsgrundlage für eine eventuelle prototypische Umsetzung zu liefern.
Das Projekt "Konzeption und Machbarkeitsstudie eines Absaugsystems zur Hinterkantenlärmreduktion an einem industrienahen Rotor (ActiQuieter), Teilvorhaben: Weiterentwicklung der numerischen Prozesskette zur aerodynamischen und aeroakustischen Analyse" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik.Der Gesamtlärm einer Windenergieanlage umfasst neben mechanischen Lärmquellen durch verschiedene Maschinenteile auch strömungsinduzierte Lärmmechanismen. Ansätze zur Reduktion des als dominant geltenden Hinterkantenlärms sind hauptsächlich passiver Natur. Hinsichtlich aktiver Maßnahmen konnte im Rahmen von Vorgängerprojekten das Potenzial flächiger Absaugung zur Reduktion von Hinterkantenlärm an einem Profil experimentell und numerisch erfolgreich demonstriert werden. Das wesentliche Ziel des Vorhabens besteht in der Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf einen industrienahen Rotor unter Berücksichtigung industrieller Randbedingungen. Aufbauend auf Vorarbeiten des Instituts im Bereich der Aeroakustik von Windrotoren sollen Berechnungsmethoden zur konsistenten Simulation und Auslegung eines Absaugsystems an einem industrienahen Rotor spezifisch erweitert und angewendet werden. Alle Arbeiten erfolgen hierbei unter enger Abstimmung zwischen wissenschaftlicher und industrieller Seite. Neben der Untersuchung des Absaugsystems bei gängigen Betriebspunkten soll auch dessen Potenzial bei Off-Design-Bedingungen verifiziert werden. Die numerischen Betrachtungen werden synergetisch von Windkanalmessungen zur Vorbereitung einer praktischen Umsetzung an der Universität Tel-Aviv begleitet. Die gewonnenen Erkenntnisse münden in eine wissenschaftliche und industrielle Bewertung des Konzepts, welche wiederum die Entscheidungsgrundlage für eine prototypische Umsetzung bildet.
Das Projekt "Geometrische Charakterisierung zur aerodynamischen Bewertung des Fertigungsgemäßen Rotorblattes (GAeroFeRo)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Mess- und Regelungstechnik.Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) werden in Sandwich-Leichtbauweise aus GFK bzw. CFK gefertigt. Die bis zu 60m langen Blätter werden in aus mehreren, in Formen ausgehärteten Teilen zusammengesetzt. Die Übergänge zwischen den einzelnen Formteilen werden manuell bearbeitet um eine glatte Endkontur zu erreichen. Aufgrund des Fertigungsprozesses und der großen Dimensionen der Rotorblätter können sich signifikante Abweichungen der Blattgeometrie von der Auslegungsgeometrie ergeben. Diese Varianz der Realgeometrie wirkt sich auf die Kennwerte wie Wirkungsgrad und Schallemission der WEA aus. Ziel dieses Vorhabens ist es, realistische Fertigungstoleranzen zu entwickeln, die das strömungsmechanische Verhalten von Rotorblättern berücksichtigen. Das Institut für Mess- und Regelungstechnik der Leibniz Universität Hannover entwickelt zusammen mit Enercon ein Messsystem zum systematischen Erfassen der Geometrieabweichungen der neu gefertigten Rotorblätter. Die Auswirkungen dieser erfassten, realen Abweichungen auf den Wirkungsgrad werden vom Institut für Turbomaschinen und Fluiddynamik mit der Hilfe der Computational Fluid Dynamics (CFD) sowohl basierend auf 2D-Schnitten als auch auf der realen 3D Geometrie berechnet. Der Einfluss der Fertigungsabweichungen auf die Schallemission wird von Enercon berechnet. Am Ende des Projekts steht das notwendige Handwerkszeug zur Bewertung des aerodynamischen und aeroakustischen Einflusses fertigungsbedingter Geometrieabweichungen von Rotorblättern zur Verfügung. Durch diese Arbeiten wird es nun möglich eine einfache und aussagekräftige Tolerierung der Bauteilgeometrie für die Fertigung vorzugeben.
Das Projekt "INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen^INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen^INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen, INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit / GE Wind Energy GmbH. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel.Ziel ist es, die Vorhersagegenauigkeit von Vorderkantenlärmmodellen durch realitätsnähere Simulation deutlich zu erhöhen und somit teure Rotorblattfehlentwicklungen, die bisher erst in der Prototypenphase erkannt werden können, zu vermeiden. Dieses Ziel soll durch Bündelung der spezifischen Kompetenzen des Fraunhoferinstituts IWES und des ITAPs mit zwei universitären Partnern und Nutzung aktueller methodischer Entwicklungen aus laufenden Forschungsvorhaben erreicht werden. In dem Projekt wird erstmals eine aeroakustische Simulationskette aufgebaut mit der sich die verschiedenen auftretenden Lärmquellen für realitätsnahe turbulente Windfelder berechnen lassen. Diese ermöglicht in Zukunft eine wesentlich erweiterte Herangehensweise für die standort- und anlagenspezifische Bewertung der relevanten Lärmquellen, eine verbesserte Grundlage für Lärmprognosen von WEA sowie für den Entwurf leiserer Rotor-Profile. Dabei wird in dem Projekt die Relevanz des inflow-noise in turbulenter Anströmung im Vergleich zu Hinterkantengeräuschen konsistent bewertet. Der neuartige Ansatz, den realen Windfeldern besser angepasste turbulente Windfelder als Eingang für aeroakustische Simulationen zu nutzen, verspricht besonders für Standorte mit erhöhter Turbulenz verbesserte Ansätze zur Berechnung und Reduktion des Lärms.
Das Projekt "INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen, INFLOW-Noise: Bewertung relevanter Lärmquellen von Windenergieanlagen unter realen atmosphärischen Zuströmbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik.An Rotoren von Windenergieanlagen treten verschiedene, strömungsinduzierte Lärmquellen auf. Im Hinblick auf die Akzeptanz von Onshore Anlagen gilt es, Maßnahmen zur Lärmreduktion abzuleiten, zuverlässigere, standortspezifische Lärmberechnungen durchzuführen und die Lärmmechanismen besser zu verstehen. Die bisherigen Forschungen zeigen, dass insbesondere der von der Blattumströmung hervorgerufene Hinterkantenlärm sowie der durch Wechselwirkung mit der Atmosphärenturbulenz resultierende inflow-noise relevant sind. Das wesentliche Ziel dieses Vorhabens besteht in der Durchführung und Bewertung hoch aufgelöster, physikalisch konsistenter Simulationen dieser beiden Lärmquellen für verschiedene atmosphärische Bedingungen. Aufbauend auf Vorarbeiten des Instituts im Bereich der Aeroakustik von Windrotoren sollen Berechnungsmethoden zur konsistenten Simulation der untersuchten Lärmquellen spezifisch erweitert werden. Bei der Berechnung werden hoch-aufgelöste LES Simulationsdaten von ForWind am Einströmrand des Rechengebietes eingespeist. Hochgenaue Strömungssimulationen unter Berücksichtigung der Wechselwirkung mit der Atmosphärenströmung bilden die Grundlage zur Vorhersage der Lärmemission mit einem Akustiklöser. Die Methodik soll durch Vergleich mit Windkanalmessungen (ForWind & ITAP) validiert werden, bevor die Berechnung und Bewertung der Lärmanteile für eine realitätsnahe atmosphärische Zuströmung erfolgt und Gestaltungsmaßnahmen für die Blattprofile abgeleitet werden.
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| Förderprogramm | 12 |
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