Arbeitsgruppe Turbulenz, Windenergie und Stochastik - TWiSt

Forschungsgebiete

Turbulenzforschung

Die Aktivitäten insbesondere des ersten Bereichs finden verstärkt im Rahmen von ForWind, des gemeinsamen Zentrums für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg und Hannover, statt. Näheres zu ForWind unter www.forwind.de.

- Winddaten und Windenergie
Besonderes Augenmerk wird auf die Beschreibung der kleinskaligen Turbulenz der Windströmung und auf die Problematik von Windböen gelegt. Dabei wird unter anderem der Frage nach einer physikalischen Struktur von Windböen nachgegangen. Es hat sich im Verlaufe der bisherigen Untersuchungen gezeigt, dass Böen durch die anomale Statistik der kleinskaligen, atmosphärischen Turbulenz erklärt werden können. Risiken von Windböen können damit bestimmt werden.
Ein zweites Thema der Windenergieforschung ist die Erforschung und Charakterisierung der Einflüsse turbulenter Windschwankungen auf Windkraftanlagen mit Hinblick auf genauere Beschreibung der Leistungsabgaben beziehungsweise der Lasten.
- Numerische Modellierung von der Umströmung (CFD) von Windenergieanlagen sowie der Dynamik und der Lastszenerien von Windenergieanalgen;
- Entwicklung neuer Windgeschwindigkeitssensoren;
- Methoden zum Überwachen der Funktionsweise der Windenergieanlage.

- Statistische Beschreibung der Turbulenz und Sensorentwicklung
Hier geht es zum einen um das Erfassen der statistischen Eigenschaften der durch die Turbulenz erzeugten Unordnung. Mit räumlich und zeitlich hochauflösenden Messsonden werden Geschwindigkeitsschwankungen gemessen.

- Analyse raumzeitlicher Strukturen in der Turbulenz
In einem anderen Zugang untersuchen wir anhand von bildverarbeitenden Methoden den Übergang von einer laminaren in die turbulente Strömung. Der Forschungsschwerpunkt ist hierbei, räumliche Strukturen zu erkennen und deren zeitliche Entwicklung zu beschreiben.

- Econophysics
Mit neu entwickelten Methoden der Datenanalysen können Extremereignisse erfasst und modelliert werden, was auch für die Risikoanalysen von Bedeutung ist. Wir konnten zeigen, dass es zwischen dem Finanzmarktgeschehen und der Turbulenz erstaunliche Ähnlichkeiten gibt..

- Musterbildung in nematischen Flüssigkeitskristallen
Flüssigkristalle weisen neben den Verformungseigenschaften einer Flüssigkeit Fernordnungen auf, die charakteristisch für Kristalle sind. Mit chemischen Methoden können den Flüssigkristallmolekülen spezifische dielektrische Eigenschaften gegeben werden, so dass mit diesen Materialien optische darstellbare Muster durch elektrische Felder erzeugt werden können. Hierauf begründet sich der Einsatz der Flüssigkristalle als Anzeigeelemente, wie sie zum Beispiel für Computerbildschirme benutzt werden. Wir untersuchen räumliche Struktur- bzw. Musterbildungen im Fließverhalten der Flüssigkristalle, die sich ebenfalls optisch darstellen lassen. Vom Standpunkt der Hydrodynamik interessieren die nematischen Flüssigkristalle wegen ihrer anisotropen Fließeigenschaften.

- Sensorentwicklung
In Zusammenarbeit mit der technischen Universität Ilmenau wird ein neuer hochauflösender Geschwindigkeitssensor entwickelt, dessen Messprinzip an die Raster-Kraft-Mikroskopie angelehnt ist. Dieser wird sowohl für Gas- als auch für Flüssigkeitsströmungen konzipiert, in einer kompakten und leicht handhabbaren Bauweise.

- Modellbildungen auf der Basis von Messdaten
Wir haben neue numerische Verfahren entwickelt, aus denen sich auf der Basis reiner Datenanalyse phänomenologische Modelle erstellen lassen, mit denen sich bisher unbekannt Systeme kompakt beschreiben lassen, als Beispiele seien Straßenverkehrsmodelle, Frühwarnsysteme für Erdbeben, Entmissungsdynamiken in granuleren Medien und Modelle für medizinischen Bereich, etwa zum Erkennen von Herzkrankheiten genannt.

Ausstattung

Unfangreiche Strömungsmechanische Apparatur
Windkanal
Hochauflösende Anemometer wie Laser Doppler Anemometer, Ultraschalldoppler Anemometer, Hitzdrahtanemometer und Laser Cantilever Anemometer

Leistungsangebot

Gutachten, Labornutzung, Auftragsmessungen und Datenauswertungen

Schlagworte

Turbulenz / Econophysics / Sensorentwicklung / Windenergie / Datenanalyse

Areas of research

fluid mechanics / turbulence / wind energy / developements of anemometer / econophysics / modelling on the basis of phenomenological data sets

Keywords

fluid mechanics / turbulence / wind energy / developements of anemometer / econophysics / modelling on the basis of phenomenological data sets

Kontakt

Ansprechpartner/-in

Herr Prof. Dr. Joachim Peinke
Telefon:
0441 / 798-3536
Telefax:
0441 / 798-3990

Forschungseinrichtung

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fakultät V - Mathematik und Naturwissenschaften
Institut für Physik
Arbeitsgruppe Turbulenz, Windenergie und Stochastik - TWiSt
Hausanschrift:
Carl-von-Ossietzky-Straße 9-11
26129 Oldenburg
Telefon:
0441 / 798-3536
Telefax:
0441 / 798-3990
Stand: 01.07.2009