2016-01-01  –  2019-09-30

337.962,00 EUR

Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) - Standort Oldenburg, Oldenburg, Niedersachsen

0324000B

Windenergie - Windphysik, Meteorologie [EB1240]

01166569/1  –  Extended THETA for Site Assessment

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Ziel des Fraunhofer IWES ist es, mit der Erfahrung aus der Entwicklung von OpenFOAM-Methoden zur Simulation atmosphärischer Bedingungen diese in den THETA-Programmcode zu implementieren. Die Ansätze müssen dabei auf die Programmstruktur von THETA umgesetzt und ggf. angepasst werden. Dazu sollen die Ansätze mit anderen bestehenden Codes verglichen werden. Die zu implementierenden bzw. zu übertragenden Ansätze beinhalten die Gittergenerierung, die Simulation von atmosphärischen Bedingungen unter variabler atmosphärischer Stabilität, die Implementierung von Nachlauf, Wald und Rauigkeitsmodellen und die Kopplung an Mesoskalenmodelle. Ziel ist auch die Untersuchung des Einflusses der Turbulenzmodelle auf die verschiedenen Ansätze und die Untersuchung der Optimierung der Randbedingungen in Bezug auf gewonnene Messdaten in einem Untersuchungsgebiet. Das Projekt ist in drei Arbeitspakete aufgeteilt. Das erste Arbeitspaket beinhaltet hauptsächlich Arbeiten zur Erweiterung des THETA-Quelltextes. Um auf atmosphärische Strömungsberechnungen und Windparksimulationen anwendbar zu sein, muss der THETA-Löser mit zusätzlichen physikalischen Modellen erweitert werden. Dies betrifft die Gittergenerierung, die Einbindung atmosphärischer Strömungen, Umgebungsbedingungen, wie Rauigkeit-, Wald- oder Nachlaufmodelle und Wettermodelle, welche die Strömung antreiben können. Dies stellt hohe Anforderungen an die mathematischen Grundlagen, um eine stabile Simulationsgrundlage sicherzustellen. Im weiteren Teil werden die Entwicklungen in eine industrielle Prozesskette überführt und dafür optimiert. Dies beinhaltet die Kalibrierung der Simulation an Messergebnissen. Alle Arbeitsschritte werden durch regelmäßige Validierungen auf ihre Genauigkeit überprüft. Dies wird am Ende auch durch zusätzliche Blindtests in einem Validierungspaket flankiert, in dem die implementierten Löser gegen eine größere Anzahl verschiedenartiger Bedingungen getestet werden.