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Hydraulische Untersuchung der Leistungsfähigkeit des Ein- und Auslaufbauwerks am Polder Rheinschanzinsel mittels 2D-HN-Modellierung

Hydraulische Untersuchung der Leistungsfähigkeit des Ein- und Auslaufbauwerks am Polder Rheinschanzinsel mittels 2D-HN-Modellierung
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Thomas Grafmüller, Dr.-Ing. Peter Oberle

Starttermin:

2010

Endtermin:

2010

Auftraggeber:

Regierungspräsidium Karlsruhe

 

Veranlassung / Zielsetzungen:

  • Hydraulische Analyse und Optimierung der Strömungsverhältnisse im geplanten Ein- und Auslaufbauwerk am Polder Rheinschanzinsel auf Basis hochaufgelöster numerischer Simulation
  • Quantifizierung der hydraulischen Leistungsfähigkeit des Kontrollbauwerkes unter Berücksichtung unterschiedlicher Abflussszenarien im Rhein sowie Polderfüllzuständen
  • Analyse möglicher Leistungsminderung im Falle eingetauchter Planschütze / Vorgabe einer maximalen Eintauchtiefe
  • Berücksichtigung des Revisionsfalles (n-1)

 

Methoden / Entwicklungen:

  • Erstellung von 2D stationären und instationären hydrodynamisch-numerischen (HN-) Modellen für unterschiedliche Planungsvarianten (u.a. Variation Anzahl der Wehrfelder)
  • Numerische Simulation auf Basis eines Finite-Volumen-Verfahrens mit unstrukturiertem Gitter (Verfahren: Flumen)
  • Beurteilung der Auswirkungen von Geometrieänderungen auf die Strömungsverhältnisse und Leistungsfähigkeit des Polderbauwerkes
  • Umfassende Sensitivitätsstudie hinsichtlich numerischer Parametrisierung und Geometrieeinfluss
  • Validierung der numerische Simulationsergebnisse anhand physikalischer Modellver-suche sowie Erfahrungswerten bei bereits realisierten Anlagen

 

Ergebnis:

  • Umfangreiche Analysen der komplexen hydraulischen Strömungssituation im Rahmen des instationären Variantenstudiums
  • Beurteilung des Einflusses eingetauchter Planschütze durch Auswertungen verschiedener physikalischer Modellversuche
  • Erstellung einer Matrix der Leistungsfähigkeit für Füll- und Entleerungsvorgänge in Abhängigkeit unterschiedlicher Konstellationen für Rhein und Polderwasserstände (hierbei auch Berücksichtigung des n-1-Revisionsfalles eines Wehrfeldes)
  • Hochaufgelöste Visualisierung der Geschwindigkeitsverteilungen zur Planung der Sohlsicherung im Zulaufbereich des Bauwerks