Projekt- / Masterarbeit – Analyse von Schwingungs- und Luftschallmessungen der Kiteleinen einer Höhenwindenergieanlage

Hintergrund: Flugwindkraftwerke sind die Zukunft der Windenergie, da sie die Nutzung starker und stetiger Höhenwinde zur Erzeugung elektrischer Energie ermöglichen. Erste Testanlagen lassen 120 qm große Kites in einem speziellen Energiegewinnungszyklus auf bis zu 600 m Höhe steigen. Der Kite erzeugt Energie durch periodisches Auf- und Abwickeln eines Zugseils an einer Seilwinde am Boden. Zusätzlich zum Zugseil wird eine große Anzahl von Drachenleinen, die den Drachen umspannen, mit hoher Geschwindigkeit durch die Luft bewegt. Problematisch ist der laute Pfeifton, der bei hohen Windgeschwindigkeiten durch die gespannten Leinen des Kitesegels erzeugt wird. Um den strömungsinduzierten Schall von Kiteleinen zu charakterisieren wurden Schallmessungen umströmter Kiteleinen in einem aeroakustischen Windkanal durchgeführt. Zusätzlich wurden die Schwingungen, bedingt durch die Wirbelablösung, mithilfe eines Laser-Scanning-Vibrometers erfasst.

 

        

Instationäre Druckfluktuationen an                   Höhenwindenergieanlage
einem umströmten Zylinder
(Quelle: https://bit.ly/3gPNBgB)

 

Aufgabenstellung: Im Rahmen der Datenanalyse wirst du den Einfluss von Strömungsgeschwindigkeit, Anstellwinkel und Leinendurchmesser auf die Schallabstrahlung und Leinenschwingung untersuchen. Die Frequenzspektren der Schall- und Vibrationsmessungen sollen analysiert und die Korrelation von Schall und Leinenvibration berechnet werden. In einer Strukturschall-Simulation (openCFS) soll abschließend die Schallkomponente, die durch die Leinenvibration erzeugt wird, ermittelt werden.

Anforderungen:

  • Vorkenntnisse in der Datenverarbeitung (Matlab, Phyton) erforderlich
  • Eigenständiges und strukturiertes Arbeiten erforderlich
  • Grundwissen der technischen Akustik hilfreich
  • Vorkenntnisse in FE-Simulation hilfreich

Beginn: ab sofort

Betreuer:

Lukas Saur, M. Sc.

Wiss. Mitarbeiter
Raum: Raum 0.522