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 Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften