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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:

Lukas Reider (2020): On the effect of surface roughness on velocity profiles and runout lengths of dry granular flows.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Alpine Naturgefahren (IAN), BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 95. UB BOKU obvsg FullText

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Gravitative Massenströme wie z.B. Murgänge, werden oft physikalisch als eine Ansammlung von Partikeln modelliert, die in vereinfachten Rinnenkonfigurationen fließen. Es gibt Hinweise, dass das natürliche Fließverhalten eine kombinierte Bewegung aus Gleiten und interner Verformung aufweist. In dieser Masterarbeit wird der Einfluss der Oberflächenrauigkeit auf das Geschwindigkeitsprofil, das basale Gleiten und die Auslauflänge von trockenen, granularen Lawinen anhand von kleinskaligen Laborversuchen untersucht. Vier verschiedene Arten von Oberflächenrauigkeiten und zusätzlich eine Makrorauigkeit wurden getestet. Um auch Informationen über den Einfluss der relativen Rauigkeit zu erhalten, wurden Experimente mit drei verschiedenen Startvolumina durchgeführt. Die Fließhöhen wurden mit Lasersensoren an vier verschiedenen Positionen entlang des Kanals gemessen. Darüber hinaus wurden die Experimente mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Die Aufzeichnungen wurden mittels PIV (Particle Image Velocimetry) analysiert, um Geschwindigkeitsprofile abzuleiten. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Geschwindigkeitsprofile vom Kopf bis zum Endbereich der Lawine änderten und dass die Profile der beiden rauesten Oberflächen ähnlicher sind als jene mit der geringsten Rauigkeitskonfiguration. Der Anteil des Gleitens an der Gesamtbewegung variierte zwischen Null und der gesamten Bewegung. Die Auslauflänge verringerte sich je höher die Rauigkeit war und erhöhte sich mit höherem Startvolumen. Die Form der Geschwindigkeitsprofile änderte sich mit der Oberflächenrauigkeit und mit dem Startvolumen. Nur die Geschwindigkeitsprofile für die beiden rauesten Oberflächen zeigen unabhängig vom Startvolumen einen klaren Wendepunkt. Die Experimente unterstreichen die Bedeutung der Oberflächenrauigkeit sowie der relativen Rauigkeit für granulare Massenbewegungen und liefern weitere Daten, um Modelle zu testen.

Beurteilende(r): Kaitna Roland

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