Richard Stevens onderzoekt turbulente windstromingen in windparken
Richard Stevens is AssociateProfessor aan de Universiteit Twente en is lid van de Physics of Fluids groep van professor Detlef Lohse. De groep is onderdeel van de Faculteit Technische Natuurwetenschappen en is ingebed in het Max Planck Centrum Twente en het MESA + instituut. “Mijn onderzoek richt zich op het gebruik van moderne computersimulaties om turbulente stromingen te bestuderen. Een voorbeeld is Rayleigh-Bénard convectie, dat wil zeggen een vloeistoflaag die van onderen wordt verwarmd en van boven wordt gekoeld. Een ander belangrijk onderzoeksgebied is de studie van de turbulente windstromingen in grote windparken.” Hoewel zijn onderzoek zich vooral richt op fundamentele vragen, weet Stevens dat hij en zijn collega's oplossingen kunnen bedenken die van vitaal belang kunnen zijn voor de toekomst van onze planeet.
“De wereld heeft nieuwe manieren nodig om energie te produceren. Windenergie is een belangrijke stap naar duurzaamheid en kan een onuitputtelijke bron van energie zijn. Dat is wat mij fascineert en inspireert in mijn onderzoek. Ons onderzoek draagt bij aan oplossingen die de hele wereld kan gebruiken,” zegt Stevens.
Het windenergie onderzoek van de groep richt zich op het optimaliseren van het ontwerp van windparken. Dit vereist een goed inzicht in de manier waarop turbines de prestaties van nabijgelegen turbines beïnvloeden. De wetenschapper legt uit: “Om dit te bestuderen doen we simulaties voor verschillende windpark ontwerpen. Gedetailleerde simulaties van windparken kunnen alleen worden uitgevoerd met de nieuwste supercomputers. De windenergie-industrie gebruikt eenvoudige en efficiënte modellen om het ontwerp van windparken te verbeteren. Zij moeten veel verschillende scenario’s doorrekenen als ze een nieuw windpark ontwerpen. Onze gedetailleerde simulaties bieden nieuwe inzichten die deze eenvoudigere modellen kunnen verbeteren.”
De Associate Professor is gespecialiseerd in het ontwikkelen van computersimulaties van turbulente stromingen in windmolenparken. “Ik wil weten welke factoren een significante invloed hebben op de productie van windparken. Het is bekend dat windturbines op de voorste rijen de meeste energie produceren. Windturbines die daar achter staan produceren veel minder. De reden hiervoor is dat turbines op de eerste rij energie uit de wind halen, waardoor de wind minder krachtig is als die aankomt bij de turbines daarachter. De vraag is hoe de wind achter elke turbine zich herstelt, aangezien dit de prestatie van turbines daarachter beïnvloedt. We onderzoeken ook de fundamentele eigenschappen van atmosferische stromingen en hoe die de prestaties van windparken beïnvloeden. We hebben supercomputers nodig om dit te kunnen bestuderen. We weten dat dit mogelijk is aangezien computers steeds krachtiger worden. Het blijft echter de vraag hoe we dit op de beste en meest betrouwbare manier kunnen doen. ”
De onderzoeksgroep van Stevens doet ook veel werk op verschillende andere onderzoeksprojecten. De Associate Professor legt uit: “Het is verleidelijk, maar ook riskant om je op één oplossing te concentreren. Turbulente stromingen spelen een cruciale rol in een breed scala van industriële toepassingen, en daarom is ons onderzoek naar turbulente stromingen relevant voor de optimalisatie van soortgelijke processen. Dit is een belangrijke motivatie voor het onderzoek dat we doen. ”
Onderzoek en onderwijs
Promovendi en postdocs vormen een essentieel onderdeel van de Physics of Fluids groep. Stevens licht toe: “Ik begeleid ze bij het uitvoeren van hun onderzoek en ze genereren veel nieuwe inzichten. Ik geef ook vakken aan de universiteit. Ik bespreek de resultaten van ons onderzoek in mijn colleges om de maatschappelijke relevantie en de praktische toepassing van theorieën te belichten, die in het college zijn besproken. Ook promovendi en postdocs vertellen studenten over hun onderzoek. ”
Windenergie is een groeiende industrie die veel belangstelling trekt van collega onderzoekers en bedrijven. “Dit draagt bij aan de relevantie en waarde van ons onderzoek. Onze master- en PhD-studenten dragen bij aan de kenniseconomie en er is een groeiende behoefte aan professionals in deze beroepen ”, aldus Stevens.
Over Richard Stevens
Richard behaalde zijn Ph.D. in Technische Natuurkunde aan de Universiteit Twente met lof in juni 2011. In juli 2011 begon hij zijn professionele carrière als postdoc in de Physics of Fluids groep van prof. Detlef Lohse aan de Universiteit Twente. Stevens werd in mei 2012 een FOM Young Energy Scientist (FOM-YES) fellow. Hij ging naar Turbulence Research Group van prof. Charles Meneveau aan de Johns Hopkins University in de Verenigde Staten waar hij werkte aan het internationale WINDINSPIRE-project. In september 2015 keerde hij terug naar de Universiteit Twente, waar hij werkt als SHELL-NWO / FOM Computational Science and Energy Research (CSER) tenure track Associate Professor. Hij ontving een VIDI-beurs in 2016 en een ERC-startbeurs in 2018.
Persfoto's
Deze persfoto's kunnen zonder copyright restricties worden gebruikt.