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Experimental Analysis of the Performance of a Wind-Turbine Airfoil Using Temperature-Sensitive Paint

Costantini, Marco und Fuchs, Carsten und Henne, Ulrich und Klein, Christian und Ondrus, Vladimir und Bruse, Martin und Löhr, Markus und Jacobs, Markus (2021) Experimental Analysis of the Performance of a Wind-Turbine Airfoil Using Temperature-Sensitive Paint. AIAA Journal, 59 (11), Seiten 4449-4464. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.J060039. ISSN 0001-1452.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.2514/1.J060039

Kurzfassung

Knowledge on the boundary-layer transition location at large chord Reynolds numbers is essential to evaluate the performance of airfoils designed for modern wind-turbine rotor blades. In the present work, a temperature-sensitive paint was used to systematically study boundary-layer transition on the suction side of a DU 91-W2-250 airfoil. The experiments were performed in the High-Pressure Wind Tunnel Göttingen at chord Reynolds numbers up to 12 million and angles of attack from −14 to 20°. The coefficients of airfoil lift, drag, and pitching moment were also obtained after integration of the pressure distributions measured on the surface and in the wake of the wind-tunnel model. The global information obtained via temperature-sensitive paint not only enabled the analysis of the change in the transition location with varying angle of attack and chord Reynolds number, but also provided an explanation for the evolution of the aerodynamic coefficients measured at stall and poststall conditions. The stability of the laminar boundary layers investigated in the experiments was analyzed according to linear stability theory. The results of the stability computations supported the experimentally observed variations in the transition location. The amplification factors of boundary-layer disturbances at transition were also determined by correlating the experimental and numerical results.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144977/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Presented as Paper 2019-0800, at the AIAA SciTech 2019 Forum, San Diego, CA, January 7–11, 2019; received 24 September 2020; revision received 31 March 2021; accepted for publication 31 March 2021; published online 16 August 2021.
Titel:Experimental Analysis of the Performance of a Wind-Turbine Airfoil Using Temperature-Sensitive Paint
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Costantini, Marcomarco.costantini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0642-0199134173797
Fuchs, Carstencarsten.fuchs (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Henne, UlrichUlrich.Henne (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klein, Christianchristian.klein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7592-6922136996382
Ondrus, Vladimirvondrus (at) yahoo.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bruse, MartinMartin.Bruse (at) dnw.aeroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löhr, MarkusMarkus.Loehr (at) dnw.aeroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jacobs, Markusmarkus.jacobs (at) dnw.aeroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 August 2021
Erschienen in:AIAA Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:59
DOI:10.2514/1.J060039
Seitenbereich:Seiten 4449-4464
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTAIAANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
Name der Reihe:AIAA Journal
ISSN:0001-1452
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Wind Turbine, Temperature-Sensitive Paint, Transition, Separation, Aerodynamic Performance
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Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:26 Nov 2021 10:13
Letzte Änderung:16 Jun 2023 09:53

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