Das Projekt "GIGAWIND alpha ventus - Teilprojekt 5 Kolkphänomene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. Die Bundesregierung hat das Ziel, bis zum Jahr 2030 Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee mit einer installierten Leistung von 20-25 GW zu errichten. Den Startschuss für diese Entwicklung stellt das Offshore-Testfeld alpha ventus, 45 km nördlich von Borkum dar. Das vom BMU geförderte Vorhaben GIGAWIND alpha ventus widmet sich der wissenschaftlichen Begleitforschung der ersten installierten Offshore-Windenergieanlagen und bildet damit ein größeres interdisziplinäres Verbundprojekt an der LUH zur effizienten Dimensionierung von OWEA-Tragstrukturen. Im Rahmen des Teilprojektes 5 des Verbundvorhabens soll eine Untersuchung der Kolkentwicklung um die Gründungsstruktur einer Offshore Windenergie-Anlage (OWEA) im Offshore-Testfeld alpha ventus erfolgen. Diese Umfasst das Kolkmonitoring an der Struktur selbst, physikalische Modellversuche im Maßstab 1:10 und 1:50 sowie die numerische Simulation mittels CFD-Methoden. Letztlich sollen hierdurch Auswirkungen auf das Tragverhalten der Gesamtanlage ermittelt und geeignete Kolkschutzmaßnahmen entwickelt werden.
Das Projekt "Prozessoptimierung von Vorcalcinieranlagen der Zementindustrie mit CFD-Methoden unter Berücksichtigung der Aspekte Sekundärbrenn-stoffe und NOx-Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Vereinigung für Verbrennungsforschung (DVV) durchgeführt. Angestrebte Forschungsergebnisse. Die für die CFD-Simulation eines sekundärbrennstoffbefeuerten Vorcalcinators erforderlichen Submodelle sind: 1. Calcinierungs- und Sulfatierungsmodell für die Calcinierung des Einzelkorns. 2. Abbrandmodell für die Kohle. 3. Modell für die Turbulenzmodulation. 4. Modell für die Strahlungsbeeinflussung durch die Partikelphase. 5. NOx-Bildungs- und Abbaumodell.6. Abbrandmodell für den Sekundärbrennstoff. 7. Bewegungsmodell für die Trajektorien des Sekundärbrennstoffs. Die Modelle 1-5 wurden im Rahmen des Vorläuferprojekts implementiert und validiert. Im Rahmen des Projekts sollen die Modelle 3-5 an den zusätzlichen Einsatz von Sekundärbrennstoffen angepasst und die Modelle 6 (Abbrandmodell für den Sekundärbrennstoff) und 7 (Bewegungsmodell für die Trajektorien des Sekundärbrennstoffs) entwickelt, implementiert und validiert werden. Die Überarbeitung bzw. Neuentwicklung und Implementierung dieser aufgeführten Modelle bei Einsatz von Sekundärbrennstoffen und die anschließende CFD-Simulation sekundärbrennstoffbefeuerter Vorcalcinatoren sind das Forschungsziel des beantragten Projekts. Mittels dieser mathematischen Modelle können die Einzelvorgänge im Vorcalcinator realitätsnah abgebildet und die Probleme des Vorcalcinatorbetriebs kostengünstig am Rechner untersucht werden. Der deutschen Zementindustrie wird hiermit ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, mit dem der Vorcalcinatorbetrieb optimiert und somit dem Kostendruck seitens der Anlagenbetreiber begegnet werden kann. Ein weiteres wichtiges angestrebtes Forschungsergebnis ist ein erweiterter Kenntnisstand über das Verhalten von Sekundärbrennstoffen (Verbrennung, Flugfähigkeit, Flugbahnen, Anbackungen etc.) im Vorcalcinatoren der Zementindustrie und die Zusammenhänge zwischen NOx-Bildung und -Abbau. Dieser soll in Verbindung mit den Simulationsrechnungen den Zementwerks-Betreibern ermöglichen, die Anlagen mit hohen Substitutionsraten bei gleichzeitig niedrigen NOx-Emissionen zu betreiben.
Das Projekt "GIGAWIND alpha ventus - Teilprojekt 1 Seegangsbelastungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. Die Bundesregierung hat das Ziel, bis zum Jahr 2030 Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee mit einer installierten Leistung von 20-25 GW zu errichten. Den Startschuss für diese Entwicklung stellt das Offshore-Testfeld 'alpha ventus', 45 km nördlich von Borkum dar. Das vom BMU geförderte Vorhaben GIGAWIND alpha ventus widmet sich der wissenschaftlichen Begleitforschung der ersten installierten Offshore-Windenergieanlagen und bildet damit ein größeres interdisziplinäres Verbundprojekt an der LUH zur effizienten Dimensionierung von OWEA-Tragstrukturen. Wellenlasten auf schlanke Strukturen werden im Allgemeinen mit der Morison-Gleichung berechnet, deren Koeffizienten in Wellenkanälen gewonnen wurden. Für den dreidimensionalen natürlichen Seegang sind die Koeffizienten nicht in vollem Umfang übertragbar, wodurch häufig eine überschätzte Belastung angesetzt wird. Mit den Naturmessungen im Offshore-Testfeld alpha ventus werden die Koeffizienten optimiert und Korrelationen von Wind- und Seegangslasten analysiert. Weiterhin werden lokale Wellenlasteinwirkungen, z. B. für Beulnachweise, mit der Verwendung von CFD-Modellen untersucht.