Mehr Strom dank Wal-Pocken
Dienstag, 23. November 2010, 13:29 • Rubrik Physik, Technik.
Ein uralter Trick der Evolution kann Strömungskraftwerken zu einer besseren Energieernte verhelfen. Zu diesem Fazit kommen amerikanische Ingenieure nach Tests verschiedener Turbinen. Waren deren Rotorblätter mit kleinen Erhebungen gespickt, wie sie auch die Flossen von Buckelwalen aufweisen, arbeiteten sie besonders effizient.
Foto: NOAA Fisheries
Vor allem in einer langsamen Strömung, wie sie für Gezeitenströme typisch sei, mache sich das Wal-Design positiv bemerkbar, berichten Mark Murray von der U. S. Naval Academy und seine Kollegen auf einer Fachtagung im kalifornischen Long Beach. Mit Buckeln hätten die Rotoren schon bei niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten begonnen, sich überhaupt in der Strömung zu drehen, und einen größeren Anteil der Strömungsenergie in Rotationsenergie umgewandelt.
Typisch für Buckelwale (Megaptera novaeangliae) sind neben dem kunstvollen Gesang auch die pockenartigen Erhebungen auf den meterlangen Flippern oder Brustflossen. Murray und seine Kollegen studierten die Auswirkungen dieser Tuberkel auf die Effizienz von Turbinen. Dazu installierten sie Modelle mit entsprechend modifizierten Rotorblättern in einem 40 Meter langen Versuchstank und bestimmten die Energieausbeute bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten.
Frühere Versuche hatten bereits gezeigt, dass von Buckelwalen inspirierte Tuberkel die Umströmungseigenschaften künstlicher Flossen bzw. Flügeln verbessern können. Demnach können die Erhebungen insbesondere das Abreißen der Strömung von der Oberfläche des Bauteils verhindern – und damit das Aussetzen der Kraftübertragung.
Forschung: Mark Murray, Timothy Gruber und David Fredriksson, Department of Mechanical Engineering und Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, U. S. Naval Academy, Annapolis
Präsentation auf dem 63rd Annual Meeting of the American Physical Society Division of Fluid Dynamics, Long Beach, #HC.00006
WWW:
U. S. Naval Academy
Buckelwal
Meeresströmungskraftwerk
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[...] Doch die drei Forscher Mark Murray, Timothy Gruber und David Fredriksson von der U.S. Naval Academy haben sich jetzt aus einem völlig anderen Grund den Buckelwalen gewidmet oder besser gesagt nur einem kleinen großen Teil. Die Brustflossen oder auch Flipper standen im Zeichen ihrer Untersuchungen. Und hier auch nur wiederum ein bestimmtes Detail, die sogenannten Beulen, mit welchen die Brustflossen übersät sind. Diese Wal-Pocken, Erhebungen auf den Flossen, müssen schließlich eine bestimmte Funktion haben und die Evolution hat sich sicherlich etwas dabei gedacht. So dachten die Forscher und sie lagen richtig. Doch nicht nur diese drei Wissenschaftler haben sich in letzter Zeit dieser Problematik angenommen, sondern auch Laurens Howle von der Duke University in North Carolina beschäftigt sich mit dieser Eigenart (Mehr Strom dank Wal-Pocken). [...]