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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Magdalena Waygand
(2020):
Entwicklung und Validierung eines mechanischen Modells der Verformung flexibler Auenvegetation in der Strömung.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Wasserbau, Hydraulik und Fließgewässerforschung (IWA),
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 107.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines mechanischen Modells der Pflanzenverfor-mung in der Strömung. Das Modell soll den hydraulischen Einfluss von Vegetation, besonders flexib-ler, strauchiger Vegetation, im und am Fließgewässer mit dynamischen Rauheitsbeiwerten abschätzbar machen. Als methodischer Ansatz für das Modell wurde eine auf dem Weggrößen-Verfahren basierende Finite-Elemente-Methode (FEM) gewählt. Die Pflanze wird als Stabtragwerksmodell bestehend aus Stäben und Knoten diskretisiert. Das numerische Modell wurde mit der Software „GNU Octave“ erstellt. Eine grafische Darstellung der Pflanze im Ursprungszustand und im verformten Zustand erfolgt mittels 3D-Plot. Im Rahmen der Masterarbeit wurden außerdem empirische Messungen, u.a. Versuche am For-schungsgerinne Brigittenauer Sporn, durchgeführt und ausgewertet. Die Messungen wurden mit drei unterschiedlichen Weidenarten vorgenommen. Eine konventionelle Modellkalibrierung mit anschlie-ßender Validierung anhand unabhängiger Messdaten zeigte große Abweichungen der Lösungen zwi-schen den Weidenarten. Das Modell wurde anschließend mit den verfügbaren Messdaten so kalibriert, dass eine möglichst geringe Abweichung von allen Messergebnissen gegeben ist. Das Pflanzenverformungsmodell lieferte größenordnungsmäßig plausible Ergebnisse: Der angepass-te Strömungswiderstandsbeiwert CD der unbelaubten Äste lag im in der Literatur für zylindrische Geo-metrien angenommenen Bereich; der angepasste Elastizitätsmodul fiel kleiner als der in Versuchen gemessene aus, lag aber ebenfalls im laut Literatur plausiblen Bereich. Die Ergebnisse wären durch weitere Messungen in größerem Umfang und deren Überprüfung im Modell zu bestätigen.
- Beurteilende*r: Habersack Helmut
- 1.Mitwirkender: Klösch Mario