Aerodynamisch ontwerp van het ¨Princess Elisabeth¨ Station door windtunnelproeven

Innovatieve windtunnelproeven op het von Karman Instituut voor Stromingsdynamica, Sint-Genesius-Rode (B), hebben bijgedragen aan de vormgeving van het eerste « nul-emissie » onderzoeksstation op Antarctica. De windtunnelproeven hebben sneeuwaccumulatie, windhinder, en luchtweerstand geëvalueerd van het station tijdens de hele duur van het ontwerpproces. Veertig jaar geleden is de Koning Boudewijn-basis verlaten na volledig te zijn ingesneeuwd; daarom had het International Polar Foundation besloten de factor wind sinds het begin van het project mee te nemen in het ontwerpproces.

 

Wind actions on Belgian Polar Station studied by computer and wind tunnel simulationsWind actions on Belgian Polar Station studied by computer and wind tunnel simulations
Windeffecten bestudeerd door computersimulaties - VKI L-1B wind tunnel

De eerste proeven hebben geleid tot de globale vormdefinitie van het gebouw voor minimale sneeuwophoping en sneeuwerosie. Hiervoor is de VKI windtunnel L-1B gebruikt, die een testsectie van 20m lang heeft en snelheden tot 220 km/u haalt. Vervolgens is het station verder geëvalueerd met behulp van computersimulaties en windtunneltesten om de windkrachten te minimaliseren ten gevolge van de overheersende katabatische stormen met windstoten tot meer dan 250 km/u.
Een optimale positie van het hoofdgebouw en garagedak zijn gevonden ten opzichte van de granieten richeltop. In de eindfase van het ontwerpproces is de octogonale vorm, terug te vinden in het logo van het station, nog veranderd in een meer vierkantige vorm, opdat de sneeuwophopingen niet op en rond het hoofdgebouw plaatsvinden maar in het zoggebied van de garage.
Innoverend is het feit dat de onderzoekers van het von Karman Instituut zand hebben gebruikt om sneeuwstormen te simuleren in de windtunnel en deze techniek geijkt hebben aan de hand van reeds bestaande sneeuwstructuren ter plekke. Aan het einde van de antarktische winter van 2008 is er heel weinig sneeuw geaccumuleerd op en rond het station. De sneeuw heeft zich opgehoopt rond de garage, zoals de windtunneltesten hebben aangetoond.

Reduced snow accumulation thanks to building shape and pillar height optimizationReduced snow accumulation thanks to building shape and pillar height optimization
Minimale sneeuwophoping door optimalisatie van de vorm van het gebouw en de hoogte van de palen

Voor meer informatie en/of een bezoek van onze installaties, gelieve contact met ons op te nemen:
Jeroen van Beeck, professor op het VKI, Tel : 0032-2-3599611 or Philippe Planquart, ingenieur op het VKI