PiCASSO XL - Partikelkollisionen in Fließgewässern
Abstract
Das Projekt PiCASSO XL zielt auf die Entwicklung eines Prozessverständnisses für den Bewegungsbeginn von Partikeln durch Kollisionen in einem Fluss im realen Maßstab ab. Daher wird ein Kollisionsmodell für beliebige Partikelformen, insbesondere für konkave Formen, benötigt, da konvex-konkave Kollisionen häufig auftreten, wenn sich Partikel entlang eines Flussbettes bewegen. Es muss auch das turbulente Strömungsfeld und die Partikelkollisionen in einem realen Maßstab erfassen. Auf der Grundlage unseres Kollisionsmodells für beliebige konvexe Formen, das im Rahmen des PiCASSO-Projekts entwickelt wurde, wird ein allgemeines Kollisionsmodell mit konkaven Formen entwickelt. Das Modell wird anhand von hochauflösenden experimentellen Daten des 3D-Strömungsfeldes während der Kollision validiert. Darüber hinaus sind die kollidierenden Partikel "intelligent". Sie sind mit einem Mikrocontroller ausgestattet, der die 3D-Beschleunigung und die Kräfte misst. Um Kollisionen im realen Maßstab zu untersuchen, wird ein kombinierter experimenteller und numerischer Ansatz gewählt. In unserem experimentellen "Big Flume" wird ein natürliches alpines Flussbett nachgebaut. Durchflüsse bis zu 10m^3/s sorgen für turbulente Bedingungen wie in natürlichen Flüssen (Re ~ 10^6). Das Strömungsfeld und die Kollisionen werden mit Hilfe von Laser-Doppler-Velocimetrie und "intelligenten" Partikeln aufgezeichnet. Begleitende Large-Eddy-Simulationen mit einem Fluid-Struktur-Interaktionscode und unserem Kollisionsmodell werden hochauflösende Daten des turbulenten Strömungsfeldes und der Kollisionen liefern. Als Ergebnis des Projekts wird die Rolle der Partikelform beim Geschiebetransport in einem realen Fluss auf Partikel-Skala verstanden werden. Das allgemeine Kollisionsmodell ist validiert und kann für die Untersuchung verschiedener Probleme verwendet werden, die von industriellen Prozessen bis hin zu praktischen Fragen des Flussbaus reichen. So kann beispielsweise die Auswirkung der Zugabe von kantigen bzw. runden Sedimenten untersucht werden, um die Eintiefung von Flüssen aufzuhalten.
Publikationen
Mitarbeiter*innen
Christine Sindelar
Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Mag. Dr.techn. Christine Sindelar
christine.sindelar@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-81944
Projektleiter*in
01.01.2024 - 31.12.2026
Thomas Gold
Dipl.-Ing. Thomas Gold
thomas.gold@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-81937
Projektmitarbeiter*in
01.01.2024 - 31.12.2026
Kevin Reiterer
Dipl.-Ing. Kevin Reiterer
kevin.reiterer@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-81937
Projektmitarbeiter*in
01.01.2024 - 31.12.2026
Dominik Worf
Dipl.-Ing. Dominik Worf
dominik.worf@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-81937
Projektmitarbeiter*in
01.01.2024 - 31.12.2026