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Numerische Untersuchungen zum Neubau des Wehrkraftwerkes RADAG

Numerische Untersuchungen zum Neubau des Wehrkraftwerkes RADAG
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Mark Musall

Links:
Starttermin:

2003

Endtermin:

2005

Projektlaufzeit:  2003 - 2005

Auftraggeber:   Rheinkraftwerk Albruck-Dogern AG

Veranlassung / Zielsetzungen:  
Aufbau von ein-, zwei- und dreidimensionalen HN-Modellen für den Zu- und Abströmbereich des geplanten Wehrkraftwerks am Stauwehr Dogern mit folgenden Zielen:

  • Untersuchung der Zu- und Abströmverhältnisse unter Berücksichtigung von Werkkanal und Aubecken
  • Hydraulische Bewertung ökologischer Ersatzmaßnahmen
  • Nachweis der Hochwasserabfuhr im Bauzustand
  • Untersuchungen zu Schwallwellenverhalten
  • Unterstützende Modellierung zu physikalischen Modellversuchen
  • Anbindung Umgehungsgewässer
  • Gewässermorphologische Studien
  • Ermittlung von Randbedingungen detaillierterer Modelle

Methoden / Entwicklungen:

  • Erstellung von 1D- und 2D-, instationären hydrodynamisch-numerischen (HN-) Modellen
  • Numerische 2D-Simulation auf Basis eines Finite-Volumen-Verfahrens mit unstrukturiertem Gitter, 2 separate Modelle für Ober- und Unterwasser
  • 3D-HN-Verfahren auf Basis einer Finite-Differenzen-Methode auf einem strukturierten Rechteckgitter
  • 3D-Simulation von Ausgangsentwurf und Ausbauvorschlag
  • Vergleich mit physikalischen Modellen
  • Untersuchung der Auswirkungen einzelner Parameter (z.B. Turbulenzmodell, numerische Genauigkeit, Diskretisierung)

Ergebnis:
Ökologische Ersatzmaßnahmen konnten unter Einsatz numerischer Modelle optimiert werden (u.a. weitgehende HW-Neutralität, Reduktion des erzeugten Aufstaus UW-RADAG bei Mittelwasser)
Numerische Modelle decken große Bereiche ab und liefern wichtige Randbedingungen
Geometrisches Variantenstudium mit 3D-HN-Modellen praxistauglich
Zukünftig hybride Vorgehensweise mit numerischen Voruntersuchungen (geometrisches Variantenstudium) und physikalischer Optimierung (Ausführungsvorschlag)