Forschungsinfrastruktur

Foto: Manuel Gutjahr

Grenzschichtwindkanal

Der atmosphärische Grenzschichtwindkanal dient der Untersuchung von Umströmungs- und Ausbreitungsvorgängen an landwirtschaftlichen Gebäuden sowie von Durchströmungs- und Lüftungsvorgängen innerhalb der Gebäude.

Mit einer Länge von 18 m, einer Höhe von 2,3 m und einer Breite von 3,0 m zählt der Kanal zu den größten agrarwissenschaftlichen Windkanälen. Hier können Gebäudemodelle im Maßstab 1:100 bis 1:300 installiert werden.

Der Grenzschichtwindkanal am ATB ist eine interdisziplinär übergreifende Forschungsinfrastruktur, in der Meteorologie und Agrartechnik in einzigartiger Weise zusammengeführt werden. Windkanaluntersuchungen ermöglichen eine systematische Variation der äußeren Randbedingungen. Komplexe agraraerodynamische Vorgänge in den bodennahen Schichten der Atmosphäre lassen sich hier systematisch untersuchen.

Für räumlich wie zeitlich hochaufgelöste Geschwindigkeits- und Turbulenzmessungen kommt ein Laser-Doppler-Anemometer zum Einsatz. Zusätzlich vorhandene Geschwindigkeitsmesser sind ein Konstant-Temperatur-Anemometer und sogenannte Prandtl Drucksonden. Wirbel und Strukturen innerhalb der Luftströmung lassen sich mit Hilfe von Laser-Lichtschnitten visualisieren.

Die hier erzeugten Datensätze eignen sich sehr gut zur Validierung und Weiterentwicklung von (numerischen) Ausbreitungsmodellen sowie zur Vervollständigung bereits vorhandener Daten aus Feldexperimenten. Naturdaten können um zusätzliche Messorte ergänzt, beziehungsweise durch systematische Variationen der äußeren Randbedingungen Zusatzinformationen gewonnen werden.

Ausbreitungsstudien von Tracergasemissionen gehören zu einem weiteren wichtigen Anwendungsbereich des Grenzschichtwindkanals. Bei genau definierten Laborbedingungen können Emissionsquellen und deren strömungsinduzierte Ausbreitung und Verdünnung mit Hilfe von Flammen-Ionisations-Detektoren (Fast-FIDs) in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung dreidimensional detektiert werden. Diese Ergebnisse dienen der Entwicklung baulicher und lüftungstechnischer Lösungen, die bei minimalem Energieverbrauch zu einer Emissionsminderung führen.

Mögliche Anwendungen im Agrarbereich:

  • Entwicklung baulicher und lüftungstechnischer Lösungen für Tierhaltungseinrichtungen zur Reduktion des Emissionspotentials. 
  • Untersuchung von Geruchs-, Gas- und Keimausbreitung von Tierhaltungs- und/oder Biogasanlagen sowie der Güllelagerung für die Entwicklung von Lufthygienestrategien in dicht besiedelten ländlichen Räumen auch unter Berücksichtigung der Topographie.