Horst Complex

prof.dr. R.J.A.M. Stevens (Richard)

Prof. dr.
TNW-POF-dept-POF
Horst Complex
r.j.a.m.stevens@utwente.nl
+31534895359
Visitekaartje

Prof. dr. Richard J.A.M. Stevens

Ik ben professor in de Physics of Fluids-groep aan de Universiteit Twente. Mijn onderzoek richt zich op turbulentie, atmosferische grenslagen, windenergie en geavanceerde numerieke simulaties. Door fundamentele natuurkunde te combineren met high-performance computing ontwikkelen we nieuwe inzichten die bijdragen aan efficiëntere en duurzamere energiesystemen.

Onderzoek

Turbulentie speelt een centrale rol in vrijwel alle natuurlijke en technische stromingen. Mijn onderzoek richt zich op het begrijpen van de fysische mechanismen die turbulent transport van impuls, warmte en massa bepalen. Hiervoor maken we gebruik van geavanceerde Direct Numerical Simulations (DNS) en Large Eddy Simulations (LES) op nationale en internationale supercomputers.

Een belangrijk onderzoeksgebied is de atmosferische grenslaag: de onderste laag van de atmosfeer waarin wind, turbulentie, temperatuur, vocht en wolken voortdurend met elkaar en met het aardoppervlak interageren. We onderzoeken hoe deze processen de prestaties van windturbines en windparken beïnvloeden en hoe veranderingen in weersomstandigheden, stabiliteit en grootschalige atmosferische forcing doorwerken naar de lokale stroming.

Daarnaast bestuderen we de stromingsleer van windparken. Daarbij onderzoeken we hoe wakes ontstaan en herstellen, hoe windturbines elkaar beïnvloeden en hoe volledige windparken met de atmosfeer interageren. Deze kennis draagt bij aan betere modellen voor windenergie, nauwkeurigere opbrengstvoorspellingen en een efficiënter ontwerp van toekomstige windparken.

High-performance computing

Onze simulaties bevatten miljarden rekencellen en behoren tot de meest gedetailleerde stromingssimulaties die momenteel mogelijk zijn. Door gebruik te maken van moderne supercomputers kunnen we turbulente stromingen bestuderen over een breed scala aan ruimte- en tijdschalen en fundamentele inzichten verkrijgen die experimenteel vaak moeilijk toegankelijk zijn.

Samenwerking

Mijn onderzoek wordt uitgevoerd in nauwe samenwerking met nationale en internationale universiteiten, onderzoeksinstituten en industriële partners. Daarbij combineren we fundamenteel onderzoek met toepassingen op het gebied van duurzame energie, atmosferische modellering en stromingscontrole.

Onderzoeksthema’s

  • Turbulentie en stromingsmechanica
  • Atmosferische grenslagen
  • Windenergie en windparken
  • Large Eddy Simulations (LES)
  • Direct Numerical Simulations (DNS)
  • High-performance computing
  • Computational Fluid Dynamics (CFD)

Meer informatie

Meer informatie over mijn onderzoek, publicaties, projecten en onderwijs is te vinden op mijn persoonlijke website:

https://stevensrjam.github.io/Website/

Daarnaast is een uitgebreid profiel beschikbaar via de Universiteit Twente op de pagina Featured Scientists.

AI voor wetenschappelijke visualisatie

Voor het ontwikkelen van wetenschappelijke figuren en conceptuele illustraties verken ik ook AI-ondersteunde hulpmiddelen, waaronder SciDraw AI.

Expertises

  • Earth and Planetary Sciences

    • Boundary Layer
    • Large Eddy Simulation
    • Numerical Simulation

  • Physics

    • Rayleigh Number
    • Aspect Ratio
    • Direct Numerical Simulation
    • Thermal Boundary Layer
    • Prandtl Number

Organisaties

Publicaties

Jump to: 2026 | 2025 | 2024 | 2023 | 2022 | 2021

2026

Modeling wind farm noise emission and propagation: Effects of flow and layout (2026)Renewable energy, 273. Article 126052 (E-pub ahead of print/First online). Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.126052Wake-induced variations in noise levels and amplitude modulation for two interacting wind turbines (2026)The Journal of the Acoustical Society of America, 159(4), 3048-3061. Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1121/10.0043240Impact of atmospheric turbulence on performance and loads of wind turbines: knowledge gaps and research challenges (2026)Wind Energy Science, 11(2), 509-555. Kosović, B., Basu, S., Berg, J., Berg, L. K., Haupt, S. E., Larsén, X. G., Peinke, J., Stevens, R. J. A. M., Veers, P. & Watson, S.https://doi.org/10.5194/wes-11-509-2026From turbine-scale to wind farm-scale wake recovery: Understanding the transition (2026)Journal of renewable and sustainable energy (AIP), 18(1). Article 013302. Kasper, J. H. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1063/5.0285347Modeling Multiscale Atmospheric Interactions in Wind-Farm Power Spectra (2026)PRX Energy, 5(2). Article 023012. Liu, Y. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1103/dsz3-zftt

2025

Mean turbulent momentum fluxes and wind deficits in nocturnal stable atmospheric boundary layers (2025)Journal of fluid mechanics, 1017. Article A5. Shen, Z., Liu, L., Lu, X. Y. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2025.10466Evolution and instability of the tip vortices behind a yawed wind turbine (2025)Journal of fluid mechanics, 1016. Article A20. Li, C., Gao, A. K., Liu, L., Lu, X. Y. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2025.10389Three-dimensional effects of the wake on wind turbine sound propagation using parabolic equation (2025)Journal of sound and vibration, 608. Article 119036. Bommidala, H., Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D., Khodr, C., Cotté, B. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.jsv.2025.119036Capturing tip-corrected blade element momentum loading with wind turbine models (2025)Renewable energy, 241. Article 122265. Selvatici, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.122265

2024

How wide must Rayleigh–Bénard cells be to prevent finite aspect ratio effects in turbulent flow? (2024)Journal of fluid mechanics, 1000. Article A58. Stevens, R. J. A. M., Hartmann, R., Verzicco, R. & Lohse, D.https://doi.org/10.1017/jfm.2024.996Scaling relations for heat and momentum transport in sheared Rayleigh–Bénard convection (2024)Journal of fluid mechanics, 1000. Article A74. Yerragolam, G. S., Howland, C. J., Stevens, R. J. A. M., Verzicco, R., Shishkina, O. & Lohse, D.https://doi.org/10.1017/jfm.2024.872The global properties of nocturnal stable atmospheric boundary layers (2024)Journal of fluid mechanics, 999. Article A60. Shen, Z., Liu, L., Lu, X. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2024.969Simulation and modeling of wind farms in baroclinic atmospheric boundary layers (2024)Journal of renewable and sustainable energy (AIP), 16(6). Article 063302. Kasper, J. H., Stieren, A. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1063/5.0220322Impact of a two-dimensional steep hill on wind turbine noise propagation (2024)Wind Energy Science, 9(10), 1869-1884. Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D., Blanc-Benon, P., Cotté, B. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.5194/wes-9-1869-2024Geostrophic Drag Law in Conventionally Neutral Atmospheric Boundary Layer: Simplified Parametrization and Numerical Validation (2024)Boundary-Layer Meteorology, 190(8). Article 37. Liu, L., Lu, X. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1007/s10546-024-00878-6Effects of wind turbine rotor tilt on large-scale wind farms (2024)Journal of physics: Conference series, 2767(9). Article 092072. Kasper, J. H. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1088/1742-6596/2767/9/092072Effect of airflow rate on CO2 concentration in downflow indoor ventilation (2024)Indoor Environments, 1(2). Article 100012. Yerragolam, G. S., Howland, C. J., Yang, R., Stevens, R. J. A. M., Verzicco, R. & Lohse, D.https://doi.org/10.1016/j.indenv.2024.100012Turbulence coherence in wind farms: The role of turbines (2024)Journal of physics: Conference series, 2767(9). Article 092108. Liu, Y. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1088/1742-6596/2767/9/092108Toward Understanding Polar Heat Transport Enhancement in Subglacial Oceans on Icy Moons (2024)Geophysical research letters, 51(3). Article e2023GL105401. Hartmann, R., Stevens, R. J. A. M., Lohse, D. & Verzicco, R.https://doi.org/10.1029/2023GL105401

2023

Wind turbine sound propagation: Comparison of a linearized Euler equations model with parabolic equation methods (2023)The Journal of the Acoustical Society of America, 154(3), 1413-1426. Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D., Blanc-Benon, P., Cotté, B. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1121/10.0020834Optimal heat transport in rotating Rayleigh-Bénard convection at large Rayleigh numbers (2023)Physical review fluids, 8(8). Article 083501 . Hartmann, R., Yerragolam, G. S., Verzicco, R., Lohse, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.8.083501The Mean Wind and Potential Temperature Flux Profiles in Convective Boundary Layers (2023)Journal of the atmospheric sciences, 80(8), 1893-1903. Liu, L., Gadde, S. N. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1175/JAS-D-22-0159.1Understanding wind farm power densities (2023)Journal of fluid mechanics, 958. Article F1. Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2023.113Investigating the impact of atmospheric boundary layer stratification on wind farm noise propagation (2023)In Forum Acusticum 2023 - 10th Convention of the European Acoustics Association, EAA 2023 (Proceedings of Forum Acusticum). European Acoustics Association. Colas, J., Dragna, D., Emmanuelli, A., Blanc-Benon, P., Cotté, B. & Stevens, R.https://doi.org/10.61782/fa.2023.0608

2022

Analytical model of fully developed wind farms in conventionally neutral atmospheric boundary layers (2022)Journal of fluid mechanics, 948, 1-18. Article A43. Li, C., Liu, L., Lu, X. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2022.732Impact of Negative Geostrophic Wind Shear on Wind Farm Performance (2022)PRX Energy, 1(2). Article 023007. Stieren, A., Kasper, J. H., Gadde, S. N. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1103/PRXEnergy.1.023007Investigating wind farm blockage in a neutral boundary layer using large-eddy simulations (2022)European journal of mechanics. B - Fluids, 95, 303-314. Strickland, J. M. I. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2022.05.004Wind farm blockage in a stable atmospheric boundary layer (2022)Renewable energy, 197, 50-58. Strickland, J. M. I., Gadde, S. N. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.07.108How small-scale flow structures affect the heat transport in sheared thermal convection (2022)Journal of fluid mechanics, 944. Article A1. Yerragolam, G. S., Verzicco, R., Lohse, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/JFM.2022.425Impact of wind farm wakes on flow structures in and around downstream wind farms (2022)Flow, 2. Article E21. Stieren, A. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/flo.2022.15Passive scalar transport in Couette flow (2022)Journal of fluid mechanics, 943, 1-21. Article A17. Yerragolam, G. S., Stevens, R. J. A. M., Verzicco, R., Lohse, D. & Shishkina, O.https://doi.org/10.1017/jfm.2022.368Off-centre gravity induces large-scale flow patterns in spherical Rayleigh–Bénard convection (2022)Journal of fluid mechanics, 942. Article A21. Wang, G., Santelli, L., Verzicco, R., Lohse, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2022.360Effect of a 2D Hill on the Propagation of Wind Turbine Noise (2022)In AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. Article AIAA 2022-2923. Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D., Stevens, R. & Blanc-Benon, P.https://doi.org/10.2514/6.2022-2923Evaluating the accuracy of the actuator line model against blade element momentum theory in uniform inflow (2022)Wind energy, 25(6), 1046-1059. Liu, L., Franceschini, L., Oliveira, D. F., Galeazzo, F. C. C., Carmo, B. S. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1002/WE.2714Vertical structure of conventionally neutral atmospheric boundary layers (2022)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(22), e2119369119. Article e2119369119. Liu, L. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1073/pnas.2119369119Multiple heat transport maxima in confined-rotating Rayleigh–Bénard convection (2022)Journal of fluid mechanics, 939(A1), 1-27. Article A1. Hartmann, R., Verzicco, R., Klein Kranenbarg, L., Lohse, D. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1017/jfm.2021.1031A three-dimensional dynamic mode decomposition analysis of wind farm flow aerodynamics (2022)Renewable energy, 191, 608-624. Dai, X., Xu, D., Zhang, M. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.03.160Strong alignment of prolate ellipsoids in Taylor-Couette flow (2022)Journal of fluid mechanics, 935. Article A7. Assen, M. P. A., Ng, C. S., Will, J. B., Stevens, R. J. A. M., Lohse, D. & Verzicco, R.https://doi.org/10.1017/jfm.2021.1134Aspect Ratio Dependence of Heat Transfer in a Cylindrical Rayleigh-Bénard Cell (2022)Physical review letters, 128(8). Article 084501. Ahlers, G., Bodenschatz, E., Hartmann, R., He, X., Lohse, D., Reiter, P., Stevens, R. J. A. M., Verzicco, R., Wedi, M., Weiss, S., Zhang, X., Zwirner, L. & Shishkina, O.https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.084501

2021

Diffusion-Free Scaling in Rotating Spherical Rayleigh-Bénard Convection (2021)Geophysical research letters, 48(20). Article e2021GL095017. Wang, G., Santelli, L., Lohse, D., Verzicco, R. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1029/2021GL095017Heat transport enhancement in confined Rayleigh-Bénard convection feels the shape of the container (2021)Europhysics letters, 135(2). Article 24004. Hartmann, R., Chong, K. L., Stevens, R. J. A. M., Verzicco, R. & Lohse, D.https://doi.org/10.1209/0295-5075/ac19edCan windbreaks increase the power production of wind farms (2021)In ETMM13 Rhodes, Greece 15-17 September, 2021: Conference Proceedings (pp. 496-501). Easy Conferences Ltd. Stevens, R. J. A. M. & Liu, L.https://easyconferences.eu/etmm13/proceedings/Large eddy simulation study of extended wind farms with large inter turbine spacing (2021)In ETMM13 Rhodes, Greece 15-17 September, 2021: Conference Proceedings (pp. 475-480). Easy Conferences Ltd. Stevens, R. J. A. M. & Meneveau, C.https://easyconferences.eu/etmm13/proceedings/Modeling wind direction changes in large eddy simulations using a rotating reference frame (2021)In ETMM13 Rhodes, Greece 15-17 September, 2021: Conference Proceedings (pp. 390-395). Easy Conferences Ltd. Stieren, A., Gadde, S. N. & Stevens, R. J. A. M.https://easyconferences.eu/etmm13/proceedings/Effects of atmospheric stability on the performance of a wind turbine located behind a three-dimensional hill (2021)Renewable energy, 175, 926-935. Liu, L. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.05.035Enhanced wind-farm performance using windbreaks (2021)Physical review fluids, 6(7). Article 074611. Liu, L. & Stevens, R. J. A. M.https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.6.074611

Onderzoeksprofielen

Adres

Universiteit Twente

Horst Complex (gebouwnr. 20)
De Horst 2
7522 LW Enschede

Navigeer naar locatie

Organisaties

QR codeScan de QR-code of
Download vCard