Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Skalierungseffekte in einer Fließstrecke mit deklinanten Buhnen in Modellversuchen mit den Maßstäben 1:1 und 1:5
Diese Studie befasst sich mit Skalierungseffekten anhand einer Modellfamilie. Zwei Versuchsanordnungen in den Maßstäben 1:1 und 1:5 wurden untersucht, die bis auf den Maßstab gleich waren. Aufgrund der Skalierung nach Froude-Ähnlichkeit waren die Reynolds-Zahlen in der Größenordnung 105 für den Maßstab 1:5 und 106 für den Naturmaßstab. In einer gerade Fließstrecke mit einer Kiessohle wurden linksufrig vier deklinante Buhnen angeordnet. Die Buhnen waren leicht überströmt. Es wurden zeitaufgelöste 3D-Geschwindigkeiten gemessen, woraus zeitlich gemittelte Geschwindigkeiten und die turbulente kinetische Energie (TKE) berechnet und anschließend normiert wurden. In Übereinstimmung mit früheren Studien und einer komplementären numerischen Studie zeigte sich, dass die zeitlich gemittelten Geschwindigkeiten in Hauptfließrichtung gut in den beiden untersuchten Maßstäben übereinstimmten. Die normierte TKE hingegen wies deutliche Unterschiede in den beiden Maßstäben auf. Sie war im Maßstab 1:1 größer als im Maßstab 1:5. Besonders groß waren die Unterschiede im Bereich hinter der Buhne, wo sich die Strömung ablöste. Dies ist ein starkes Indiz für einen Skalierungseffekt aufgrund der unterschiedlichen Reynolds-Zahlen. Die Reynolds-Zahlen der Studie lagen in einem Bereich, in dem sich häufig das Widerstandsverhalten umströmter Körper ändert. Das liefert eine Erklärung, warum sich die Unterschiede in TKE vor allem im Bereich des Buhnenfelds zeigten.
Die Studie unterstreicht die Wichtigkeit von 1:1-Versuchen, wenn turbulente Vorgänge oder das Widerstandsverhalten umströmter Körper oder der Sedimenttransport eine wesentliche Rolle spielen. Das neue BOKU-Wasserbaulabor bietet mit Durchflüssen bis zu 10 m3/s ideale und einzigartige Voraussetzungen für (nahe) 1:1-Versuche.
Skalierungseffekte in einer Fließstrecke mit deklinanten Buhnen in Modellversuchen mit den Maßstäben 1:1 und 1:5
Diese Studie befasst sich mit Skalierungseffekten anhand einer Modellfamilie. Zwei Versuchsanordnungen in den Maßstäben 1:1 und 1:5 wurden untersucht, die bis auf den Maßstab gleich waren. Aufgrund der Skalierung nach Froude-Ähnlichkeit waren die Reynolds-Zahlen in der Größenordnung 105 für den Maßstab 1:5 und 106 für den Naturmaßstab. In einer gerade Fließstrecke mit einer Kiessohle wurden linksufrig vier deklinante Buhnen angeordnet. Die Buhnen waren leicht überströmt. Es wurden zeitaufgelöste 3D-Geschwindigkeiten gemessen, woraus zeitlich gemittelte Geschwindigkeiten und die turbulente kinetische Energie (TKE) berechnet und anschließend normiert wurden. In Übereinstimmung mit früheren Studien und einer komplementären numerischen Studie zeigte sich, dass die zeitlich gemittelten Geschwindigkeiten in Hauptfließrichtung gut in den beiden untersuchten Maßstäben übereinstimmten. Die normierte TKE hingegen wies deutliche Unterschiede in den beiden Maßstäben auf. Sie war im Maßstab 1:1 größer als im Maßstab 1:5. Besonders groß waren die Unterschiede im Bereich hinter der Buhne, wo sich die Strömung ablöste. Dies ist ein starkes Indiz für einen Skalierungseffekt aufgrund der unterschiedlichen Reynolds-Zahlen. Die Reynolds-Zahlen der Studie lagen in einem Bereich, in dem sich häufig das Widerstandsverhalten umströmter Körper ändert. Das liefert eine Erklärung, warum sich die Unterschiede in TKE vor allem im Bereich des Buhnenfelds zeigten.
Die Studie unterstreicht die Wichtigkeit von 1:1-Versuchen, wenn turbulente Vorgänge oder das Widerstandsverhalten umströmter Körper oder der Sedimenttransport eine wesentliche Rolle spielen. Das neue BOKU-Wasserbaulabor bietet mit Durchflüssen bis zu 10 m3/s ideale und einzigartige Voraussetzungen für (nahe) 1:1-Versuche.
Skalierungseffekte in einer Fließstrecke mit deklinanten Buhnen in Modellversuchen mit den Maßstäben 1:1 und 1:5
Scaling effects in a flow section with attracting groynes in model tests with the scales 1:1 and 1:5
Sindelar, Christine (Autor:in) / Lichtneger, Petr (Autor:in) / Buchinger, Matthias (Autor:in) / Worf, Dominik (Autor:in) / Pessenlehner, Sebastian (Autor:in) / Habersack, Helmut (Autor:in)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 76 ; 119-125
01.04.2024
7 pages
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Deutsch
Modellfamilie , 1:1-Versuch , Skalierungseffekte , Deklinante Buhnen Model family , 1:1 experiment , Scaling effects , Attracting groynes Engineering , Engineering, general , Water Industry/Water Technologies , Chemistry/Food Science, general , Waste Water Technology / Water Pollution Control / Water Management / Aquatic Pollution , Waste Management/Waste Technology
| Springer Verlag | 2024
Betonbaukunst nach industriellen Massstäben
| Online Contents | 1995