KFKI - waveSTEPS: Wellenauflauf und Wellenüberlauf an getreppten Deckwerken
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KFKI - waveSTEPS: Wellenauflauf und Wellenüberlauf an getreppten Deckwerken
01.08.2016 bis 31.07.2019
Universität Hannover, Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen
Nienburger Straße 4
30167 Hannover
Fachhochschule Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Wasserbau
BMBF Rahmenprogramm Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA3)
Küstenforschung: KFKI
Die Arbeiten des Projekts waveSTEPS befassen sich mit experimentellen Untersuchungen zum Fließwiderstand in Rinnen mit getreppter Sohle unter stationären Strömungsbedingungen. Hiermit wird das Ziel verfolgt, die grundlegenden, energieabbauenden Prozesse systematisch zu untersuchen und die Erkenntnisse auf den zeitlich veränderlichen Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke zu übertragen, der messtechnisch besonders schwierig zu erfassenden ist.
Im Rahmen des Projekts ist geplant, die energieabbauenden Prozesse in einer Strömungsrinne an der FH Aachen zu untersuchen. Hierzu werden getreppte Sohlen mit variierenden Geometrien eingebaut und die Geschwindigkeitsfelder für unterschiedliche Fließzustände analysiert. In einem ersten Schritt sollen dazu horizontale Sohlen betrachtet werden, um ein grundsätzliches Verständnis über die maßgebenden hydraulischen Prozesse zu erlangen. Um die gewonnenen Erkenntnisse später auf den Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke übertragen zu können, werden in einem zweiten Schritt Strömungen auf getreppten Sohlen mit Gegengefälle betrachtet. Hiermit wird dem Einfluss der Gravitation Rechnung getragen. Beide Versuchsreihen werden unter stationären Randbedingungen durchgeführt, um die maßgebenden Parameter (Geschwindigkeitsverteilungen und Fließtiefen) über einen längeren Zeitraum untersuchen zu können. Zur Messung der Geschwindigkeitsfelder werden sowohl intrusive Messsonden als auch eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt. Fließtiefen werden mit Ultraschallsensoren gemessen. Da die zu untersuchende Strömung hochturbulent ist und durch signifikanten Lufteintrag, welcher sich unmittelbar auf Fließwiderstände auswirkt, geprägt ist, wird zusätzlich der lokale Luftgehalt im Strömungsfeld messtechnisch ermittelt.