Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 46: Poster

DY 46.29: Poster

Donnerstag, 14. März 2002, 15:30–18:00, D

Geschwindigkeitsprofile turbulenter Strömungen über rauhen Ebenen — •Nikolaus von der Heydt und Irmgard von der Heydt — Institut für Umweltphysik Göttingen - Physik zum Leben - Landolfshausen

Um ein konsistentes Bild vom Höhenprofil der mittleren Strömungs- geschwindigkeit über einer rauhen Ebene zu gewinnen, versuchen wir, die experimentellen und theoretischen Befunde, insbesondere über die Abhängigkeit von der Schubspannung, zu einer Formel zusammenzusetzen, welche als Limites sowohl den linearen Bereich der zähen Unterschicht als auch den asymptotischen Bereich großer Höhen und Geschwindigkeiten enthält, den v. Karman durch eine logarithmische Form beschrieb. Der mittlere Bereich, noch nahe der rauhen Ebene, zeigt eine markante Abhängigkeit von der Schubspannung, die die Log-Formel nicht wiedergibt: Bestimmt man ihren Rauhigkeitsparameter Zo z.B. aus Windgeschwindigkeitsprofilen, die an 100m hohen Masten gemessen wurden, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit U1 in 10m Höhe (als Maß für die Schubspannung), so ergibt sich mit wachsendem U1 ein immer kleinerer Wert für Zo, der von etwa 1m bis auf 1mm schrumpft, wenn U1 von 3 auf 15 m/s anwächst. Das kann nicht mit Schwankungen der thermischen Schichtung erklärt werden. Die Verwendung der Log-Formel mit nur geländeabhängigem Zo führt zu erheblichen Fehlern bei Windenergieprognosen.