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TU Berlin

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TETA

Dienstag, 06. Oktober 2015



TETA: Test und Erprobung seilgebundener Tragflächen

Lupe

Vollflexible Tragflächen, wie Sportkites oder Flügel von Flugwindkraftanlagen (AWE-Kites), werden gegenwärtig vorwiegend durch die empirische Variation der Schirmgeometrie weiterentwickelt. Dies hat zur Folge, dass für die Entwicklung einer neuen Produktgeneration eine hohe Anzahl an Prototypen gebaut werden muss. Weiter befinden sich die Sportgeräte bereits in einem sehr gereiften Stadium. Es ist anzunehmen, dass in naher Zukunft mit den bisherigen Entwicklungsverfahren nur noch minimale Fortschritte erlangt werden können. Für eine erfolgreiche Simulation ist aufgrund der hohen Flexibilität der tragenden Struktur, eine hochdynamische Interaktion zwischen FEM und CFD Modellen erforderlich. Der hieraus resultierende Anspruch an die Genauigkeit beider Modelle und deren Zusammenwirken kann nach dem heutigen Stand der Technik nicht ausreichend erfüllt werden. Ein weiteres Problem stellt die reproduzierbare Vermessung der Schirme dar. Aufgrund ihrer Größe und der Dimensionen des notwendigen Leinensystems ist eine Vermessung in Windkanälen ausgeschlossen. Eine Skalierung der Modelle bei gleichzeitigem Konstanthalten der Reynolds-Zahl, wie sie bei annähernd starren Strukturen vorgenommen wird (vgl. Flugzeugflügel), ist ebenfalls nicht möglich. Im Bereich der Kite- und Gleitschirmentwicklung kann mit Hilfe einer fundierten Entwicklungsmethodik und objektivem Testing eine messbare Verbesserung der Schirmeigenschaften erreicht werden. Um die stetige Weiterentwicklung ermöglichen zu können, sind Methoden zur einfachen Evaluierung der Folgekonstruktion notwendig. Die Messstandsentwicklung erfolgt unter der Leitung von Jan Hummel,  welche der reproduzierbaren Vermessung seilgebundener Tragflächen dient. Die Montage des Messtandes erfolgt auf einem angetriebenen Fahrzeug, mit welchem statische oder dynamische Testläufe möglich sind. Bei dynamischen Tests, kann aufgrund der Relativbewegung des Messstandes zur Luft, der natürliche Böeneinfluss vermindert sowie eine beliebige Anströmgeschwindigkeit der Tragfläche realisiert werden.

TETA: Test and Evaluation of Tethered Airfoils

The market for sports and energy kites is growing steadily and thereby raising the issue of effective parameterization and measurement of kites. The simulation of these highly flexible airfoils need a precise interaction of numeric FEM and CFD models. Presently, due to their high flexibility, an accurate simulation with the fluid-structure interaction cannot be carried out with the available CAD/CAE tools. Currently, the development of flexible wings mostly takes place without reliable measurements and generally requires a large number of prototypes. However, with the increasing maturation, identifying improvements without objective measurements, high investments over time and significant costs is not possible. Due to the size of the airfoil, including the line-system, it is also not possible to test the whole system inside a wind-tunnel. The downscaling of this flexible airfoil is, with respect to the Reynolds number, unfeasible. The development of a test bench, headed by Jan Hummel, allows for accurate testing and parameterizing of different types of towed airfoils. The whole test bench can be used for static tests or by moving at a specific velocity to simulate different wind speeds as well as reducing gusts-influences.

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