Windkanaltechnik
In einem Grenzschichtwindkanal soll die atmosphärische Bodengrenzschicht, soweit es für ein bestimmtes Untersuchungsziel erforderlich ist, maßstäblich simuliert werden.
Ebenso wie die Nachbildung des natürlichen Windprofils muss die Struktur der Turbulenz im Windkanal - je nach Aufgabenstellung der Untersuchung mehr oder weniger vollständig - der Turbulenz des natürlichen Windes entsprechen. Sie bestimmt in der Regel den geometrischen Maßstab, in dem das zu untersuchende Objekt abgebildet wird.
Für bauwerksaerodynamische Untersuchungen wurden bis in die Mitte der sechziger Jahre des 20sten Jahrhunderts aeronautische Windkanäle mit glatter, gleichförmiger Strömung benutzt. Die Mehrzahl der aerodynamischen Beiwerte der Normen stammt aus derartigen Experimenten. Der natürliche ist Wind in der Nähe der Erdoberfläche jedoch eine Grenzschichtströmung, d.h. die Geschwindigkeit nimmt mit wachsendem Abstand vom Boden zu (Grenzschichtprofil); gleichzeitig ist die Strömung hochturbulent.
Windkanäle der WTG
Technische Universität Braunschweig, Institut für Stahlbau (mehr), Grenzschichtkanal mit 0-25m/s und Testsektion 1,4 x 1,25 x 1,25m (b x h x l)
Ruhr-Universität Bochum, Windngenieurwesen und Strömungsmechanik (mehr), Grenzschichtkanal mit 0-30m/s und Testsektion 1,9 x 1,9 x 1,6m (b x h x l)
Ruscheweyh Consult GmbH (mehr), Grenzschichtkanal mit 0-25m/s und Testsektion 1,0 x 1,6m (b x h)
RWTH Aachen, Institut für Stahlbau (mehr), Grenzschichtkanal mit 0-35m/s und Testsektion 2,5 x 1,5 x 2.5m (b x h x l)
Institut für Industrieaerodynamik IFI (mehr), Grenzschichtkanal mit 23 m/s und Testsektion 2,3 x 1,5 x 2,5 m (b x h x l)
Wacker Ingenieure (mehr), Grenzschichtkanal mit Testsektion 1,8 x 2,5m (b x h)
Karlsruher Institut für Technologie KIT, Institut für Hydromechanik (mehr), Grenzschichtkanal mit 0-20m/s und Testsektion 2,0 x 1,0mm, Grenzschichtkanal mit 0-45m/s und Testsektion 1,5 x 1,5mm, Gröttingerkanal mit 0-25m/s und Testsektion 1,05 x 0,73mm, mit Schichtenkanal 0-8m/s 20-200°C und 1,5 x 1,5m
TU München (mehr)
TU Wien (mehr), Grenzschichtkanal mit 25m/s und Testsektion 1,25 x 1,0m
Ringversuch für Windlastannahmen und für Ausbreitungsvorgänge in Grenzschichtwindkanälen
Zur Bewertung des Windeinflusses auf bauliche Anlagen, sowie für die Beurteilung von Ausbreitungsvorgängen sind in Sonderfällen Windkanalversuche notwendig. Dies gilt vor allem bei Problemstellungen, die außerhalb des Geltungsbereiches von Normen und Richtlinien liegen oder bei denen vorhandene Berechnungsverfahren unbefriedigende Ergebnisse liefern oder nicht anwendbar sind. Der Windkanalversuch ist hier geeignet, um bestehende Verfahren zu ergänzen oder zu ersetzen.
Für solche Versuche stehen gegenwärtig Windkanäle zur Verfügung, die sich in Bauart und Größe unterscheiden. Auch die Modellierpraxis ist bei den einzelnen Windkanalbetreibern verschieden.
Um einen einheitlichen Qualitätsstandard zu erreichen, wurden die Untersuchungsmethoden überprüft und gegenübergestellt. Zu diesem Zweck wurden von den Windkanalbetreibern Standardversuche durchgeführt. Die Ergebnisse wurden miteinander verglichen.
Veröffentlichung:
Norbert Hölscher, Hans-Jürgen Niemann; "Towards quality assurance for wind tunnel tests: A comparative testing program of the Windtechnologische Gesellschaft"; Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.74-76, 1998, pp.599-608