Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Modelle der Strömungslehre für Unterwasserstrukturen

09.03.2005


Die Sediment Dynamics Research Group (SDRG) an der Universität von Southampton sich daran gemacht, auf die reiche Geschichte europäischer Forscher auf dem Gebiet der Strömungslehre aufzubauen. Ihr Ziel dabei war die genaue Modellierung der unzähligen Kräfte, denen marine Wellenbrecher ausgesetzt sind.



Im Laufe der letzten Jahrhunderte haben Forscher aus ganz Europa - von England (William Froude) über Frankreich (Augustin Cauchy) bis hin zu Deutschland (William Weber) - einen bedeutenden Beitrag zur Theorie der Strömungslehre geleistet. Die SDRG aus Southampton wollte bestimmen, welche Theorie der Strömungslehre am besten zur Modellierung von Unterwasserstrukturen (Low Crested Structures LCS) geeignet ist. LCS sind künstlich errichtete Wellenbrecher zum Schutz des Küstenstreifens vor den Gefahren der Erosion und Überflutung.



LCS stellen für die Forscher aus dem Bereich der Strömungslehre eine besondere Herausvorderung dar. Zum einen müssen sie sich mit allen drei Materialphasen gleichzeitig befassen: gasförmig (die Luft), flüssig (das Meerwasser) und fest (die LCS). Deshalb trifft in bestimmten Situationen die Beschränkung der Komprimierbarkeit zu, in anderen wiederum nicht. Darüber hinaus kommen zahlreiche Kräfte ins Spiel, deren Bedeutung stark vom dimensionalen Maßstab abhängt. Eine weitere Besonderheit, die beachtet werden muss, sind die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Meerwasser und Süßwasser. Schließlich wird die Strömungsdynamik durch die an den LCS angesiedelten Meereslebewesen noch komplizierter. Deshalb müssen das Modell und die ihm zu Grunde liegende Theorie flexibel genug sein, um sich diesen unterschiedlichen Umständen anpassen zu können.

Tatsächlich fand die SDRG aus Southampton heraus, dass keine der Theorien allgemein gültig ist und unter allen Umständen erfolgreich angewendet werden kann. Es wurden verschiedene Ansätze zur Maßstabsmodellierung getestet von Froude über Cauchy bis hin zu Weber und auch Reynolds. Im Großen und Ganzen bot die Froudsche Theorie die besten Gesamtergebnisse.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Forschung war die Identifizierung eines Parameters, der die Analyse impulsiver Ereignisse unterstützt. Mit Hinblick auf die LCS handelt es sich bei den über den LCS zusammenschlagenden Wellen um die am häufigsten auftretenden impulsiven Ereignisse. Der Parameter wird unter Einbezug der Druckunterschiede geteilt durch die Dichte an der betrachteten Stelle erzeugt.

Laboruntersuchungen zeigten Unstimmigkeiten zwischen den Modellen und den Daten, die im Feld von den LCS gesammelt wurden, und ließen damit einmal mehr erkennen, dass Modelle keine perfekte Analogie zur realen Welt sind. So stellten sich beispielsweise bestimmte im Labor laminare Strömungsbedingungen in der Wirklichkeit als turbulent heraus.

Trotz dieser Einschränkungen erzielte die Forschungsarbeit neue bedeutende Erkenntnisse auf diesem speziellen Gebiet. Ein Bericht, der diese Ergebnisse zusammenfasst, wird derzeit veröffentlicht und richtet sich an potenzielle Nutzer dieser Informationen wie lokale Behörden, Bauunternehmen und ökologische Berater.

Prof. Michael Collins | ctm
Weitere Informationen:
http://www.soes.soton.ac.uk

Weitere Berichte zu: LCS SDRG Strömungslehre Unterwasserstruktur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen
18.08.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie