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Konzept zur Weiterentwicklung mehrdimensionaler Feststofftransportmodelle für Fragestellungen an den Bundeswasserstraßen

Konzept zur Weiterentwicklung mehrdimensionaler Feststofftransportmodelle für Fragestellungen an den Bundeswasserstraßen
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Jochen Riesterer, Dr.-Ing. Peter Oberle

Starttermin:

2009

Auftraggeber:

Kooperation mit der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe

 

Aufgabenstellung:

  • Weiterentwicklung existierender Feststofftransportmodelle und Verbesserung der Prognosebelastbarkeit bzgl. hydromorphologischer Auswirkungen auf verkehrswasserbaulicher Ausbau- und Unterhaltungsmaßnahmen
  • Erfassung und Bewertung der für die Feststofftransportmodellierung maßgeblichen physikalischen Prozesse sowie deren Abbildung mittels numerischer Verfahren
  • Betrachtung der Strömungs- und Geschiebetransportvorgänge insbesondere in krümmungsbeeinflussten Gerinneabschnitten
  • Vergleichende Bewertung hinsichtlich der Dimensionalität der Strömungssimulation (2D- / 3D-Modellierung), welche der Feststofftransportmodellierung zugrunde liegt

 

Gewässer / Untersuchungsgebiet:

  • Gerade und gekrümmte Laborgerinne
  • Bayerische Donau
  • Niederrhein in Nordrhein-Westfalen

 

Modelltyp:

2D und 3D (in-) stationäre, hydro- und morphodynamisch-numerische Modelle (Telemac-2D, Telemac-3D, Flumen, Flow3D, SSIIM)

 

Ergebnisse:

  • Erfassung und Visualisierung von Sekundärströmungseffekten mittels Separierungsverfahren anhand von hochaufgelösten Mess- und Berechnungsergebnissen sowohl in Laborgerinnen als auch natürlichen Gewässerabschnitten
  • Anwendung und Vergleich verschiedener Modellierungsmethoden zur Simulation komplexer hydraulischer und morphodynamischer Prozesse
  • Erfolgreiche Abbildung von hydraulischen und morphologischen Ergebnissen aus Laboruntersuchungen an einem gekrümmten Kanal mittels numerischer Modellierung (2D / 3D)
  • Lokalisierung signifikanter lokaler Unterschiede zwischen den morphologischen Ergebnissen der 2D-und 3D-Modellierung 
  • Weiterentwicklung des 2D-Feststofftransportmodells, unter Berücksichtigung eines erweiterten Parametrisierungsansatzes (Entwicklungslänge / "loading-law")  zur Erfassung der Sekundärströmungseinflüsse auf die Transportvorgänge

 

Abbildungen: