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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:

Ulrich Beikircher (2021): 3D numerische Untersuchung von Sekundärströmungen in natürlichen Bogenfolgen.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Wasserbau, Hydraulik und Fließgewässerforschung (IWA), BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 161. UB BOKU obvsg

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
In dieser Masterarbeit soll geklärt werden, wie gut sich Sekundärströmungen in einem natürlichen Gerinne am Standort Brunau (Bezirk Imst / Tirol) mittels numerischer 3DHydrodynamik nachbilden lassen. Die natürliche Rauigkeit des Flusses wird dabei als äquivalente Sandrauigkeit, Geometrieelemente sowie über eine Modifizierung des Rechengitters modelliert. Die Ergebnisse werden im Kontext aktueller Erkenntnisse aus der Fachliteratur im Bereich der Sekundärströmung diskutiert. Die Arbeit soll einen Beitrag leisten, dass Maßnahmen des Flussbaus besser in die Dynamik des Flusses geplant werden können. Die Ergebnisse der 3D-numerischen Simulation mit der Software RSim-3D zeigen, dass die Sekundärströmung örtlich sehr variabel ist. Jede flussbauliche Maßnahme, bei der das Phänomen der Sekundärströmung von Relevanz ist, sollte demnach individuell untersucht und beurteilt werden. Die komplexen Strömungsbedingungen, bedingt durch die hohe Rauigkeit, das starke Gefälle und die großen Durchflüsse, erforderten verschiedene Modellanpassungen. Allerdings ist eine für die Praxis relevante Aussage der zu erwartenden Lage und Ausprägung der Sekundärströmung trotz dieser Modellvereinfachungen möglich. In den Krümmungen stellt sich eine erhöhte Sohlbelastung aufgrund der Sekundärströmung ein. Das lokale Auftreten ist in allen Modellen annähernd deckungsgleich. Die maximale Sohlbelastung bildet sich ab bzw. nach dem Krümmungsscheitel aus. Aussagen der Literatur können mit dem Modell daher großteils reproduziert werden. Die Sekundärströmung hat zudem einen positiven Effekt auf eine im Untersuchungsgebiet gelegene Seitenentnahme am Außenufer, da sie die Gefahr einer Verlandung reduziert. Ist die Rauigkeit nur in Form der Sandrauigkeit implementiert, weichen die Ergebnisse deutlich von der Berücksichtigung in Form von Geometrieelementen oder der Gittermodifikation ab. Empfohlen wird daher, die Rauigkeit, besonders bei hohen Sohlwiderständen, explizit in der Geometrie zu berücksichtigen.

Beurteilende*r: Tritthart Michael

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