Institut für Hydromechanik

Experimentelle Strömungsmechanik (EFM)

Der Forschungsbereich beschäftigt sich mit Fluidströmungen und den gekoppelten Massen- und Wärmetransportprozessen, die sich in unterschiedlichen Gewässertypen (Flüssen, Seen, Speicher, Küstengewässer) über lokale bzw. regionale Einflußbereiche  hinweg abspielen. Von großem Interesse ist dabei die Wechselwirkung dieser verschiedenen Strömungstypen mit Bauwerken oder Anlagen aus strömungsmechanischer Sicht einerseits und ihre Reaktion auf anthropogene Massen- bzw. Wärmeleitungen im Hinblick auf eine qualitative Beurteilung der Wasserresourcen andererseits. Typische Forschungsaufgaben, bei denen analytische, experimentelle bzw. numerische Methoden eingesetzt werden, sind: 

  EFM-Animation

 

 
  • Schadstoffdispersion in Flußgebieten mit ausgeprägten Inhomogenitäten, wie Buhnenfelder oder Stauräume und Entwicklung von prognostischen Modellelementen zur Verbesserung bestehender Schadstoff-Alarmmodelle.
     
  • Untersuchung von Strömungsinstabinstabilität  und großräumigen kohärenten Strukturen in Flachwasserströmungen im Hinblick auf Transport- und Ausbreitungsverhalten gelöster und suspendierter Stoffe und Wärme.
     
  • Topographische Effekte bei geschichteten Fluidströmungen in Speichern oder Seen.
     
  • Mischprozesse bei Einleitung in Gewässer in Form von Impuls- und Auftriebsstrahlen z.B. mittels Multiport-Diffuser. Entwicklung von PC-gestützten Expertensystemen (u.a CORMIX) zur quantitativen und qualitativen Analyse von Mischvorgängen in verschiedenen Gewässertypen.
     
  • Einfluss von hydrodynamischen Fließbedingungen und Dichtestratifizierung auf die Schwebstoffdynamik in Gewässern.

Technische Hydraulik

Im Arbeitsgebiet Technische Hydraulik werden alle Aufgabenstellungen behandelt, die eine betriebssichere und umweltgerechte Hydraulik und hydrodynamische Bemessung wasserbaulicher Anlagen und Maßnahmen umfassen. Als Arbeitsmethode kommen physikalische Modellsimulationen, analytische und numerische Untersuchungen zur Anwendung.

 

  • Dimensionierung von Kontrollbauwerken wie Wehre, Verschlüsse, Einlauf- und Auslassbauwerke.
  • Ermittlung der hydrodynamischen Belastung und betriebssichere Bemessung vom Verschlüssen im Stahlwasserbau.
  • Untersuchungen von Abflussvorgängen in offenen Gerinnen (u.a. numerisch mit HEC-RAS).
  • Untersuchungen der Beanspruchung von Gerinnesohlen und Konzeptionierung von Energieumwandlungen
  • Bemessung und Untersuchung von Rohrströmungen, insbesondere von örtlichen Energieverlusten für spezielle Geometrien und Strömungsbedingungen, Kanalnetzberechnungen.
  • Optimierung von Wasserver- und -entsorgungseinrichtungen, einschließlich umweltverträglicher Kühl- und Schutzwasser-Einleitungen in ruhende und strömende Gewässer sowie Untersuchung von sediment- oder gasbeladenen Strömungen.
  • Fortentwicklung von physikalischen Modellen und Messmethoden im wasserbaulichen Versuchswesen

Forschungsthemen:

  • Hydrodynamische Belastung von Bauwerken
  • Strömungsinduzierte Schwingungen, Kräfte und Drehmomente
  • Strömungsmechanische Optimierung von Anlagen in der Abwassertechnik
  • Nichtstationäre Bewegungen in Kanälen und Rohrleitungen
  • Abflussvorgänge bei treppenförmigen Entlastungsanlagen