Das Projekt "Zur numerischen Simulation der Umstroemung von Koerpern, die sich frei in Fluiden bewegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik und Strömungsmechanik durchgeführt. Mehrphasenstroemungen koennen dann, wenn die disperse Phase niedrig konzentriert ist, dadurch modelliert werden, dass die Bahn eines Elementes der dispersen Phase unabhaengig von den Bahnen anderer Elemente verfolgt wird. Dies geschieht durch Auswertung der Partikelbewegungsgleichung. Die Kopplung zwischen der Bewegung des Traegermediums und der Bewegung der darin suspendierten Partikel erfolgt in der Partikelbewegungsgleichung ueber die Terme, welche die Stroemungswechselwirkung beschreiben. Hier liegt der Zielpunkt fuer den vorliegenden Antrag. Fuer praktische Anwendungen ist der Gueltigkeitsbereich des Stokesschen Widerstandsgesetzes sehr begrenzt. Deshalb soll versucht werden, die Umstroemung einer Partikel, die sich frei in einem Newtonschen Fluid bewegt, durch numerische Loesung der instationaeren Navier-Stokesschen Gleichung zu berechnen. Dabei besteht ein besonderes Problem darin, die mit jedem Zeitschritt der Bewegung variable Lage der Partikelkontur zu beruecksichtigen.
Das Projekt "Modellversuche Muldewehr Kollau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik durchgeführt. Das Muldewehr Kollau weist im Bereich des Wehrkoerpers erhebliche Schaeden auf, so dass eine Rekonstruktion zwingend erforderlich ist. Im Rahmen der hydraulischen Modellversuche wurde das Abflussvermoegen des zu sanierenden Wehres bei verschiedenen Abfluessen der Mulde ermittelt sowie die Stroemungsverhaeltnisse in den angrenzenden Ueberflutungsbereichen registriert. Die Planungen sehen vor, dass wie bisher das sich natuerlich ausgebildete Tosbecken erhalten bleiben soll. Fuer die verschiedenen Abfluesse wurden die Wassertiefen und an kennzeichnenden Punkten die Geschwindigkeiten gemessen. Insbesondere wurden auch die Verhaeltnisse waehrend der Bauphasen untersucht. Um die Durchgaengigkeit der Mulde zu gewaehrleisten, ist ein Fischpass in natuerlicher Bauweise vorgesehen. Mit den erzielten Ergebnissen werden Planungsgrundlagen fuer den Bau und Betrieb der Wehranlage sowie fuer die sichere Stroemungsfuehrung bei Hochwaessern bereitgestellt.
Das Projekt "Einfluss von Form und Rauhigkeit auf das Kavitationsverhalten beim Wasserabfluss in offenen Gerinnen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Es wurden Untersuchungen des Kartierungsbeginns und der Stroemungsfelder an Bodenschwellen unterschiedlicher Form und Groesse beim Abfluss mit freier Oberflaeche durchgefuehrt. Zur Bestimmung des Kavitationsbeginns bei haftender Kavitation wurde ein optisches Verfahren entwickelt. Die Stroemungsfelder wurden mittels LDA-Technik sowohl auf mittlere Stroemungsgroessen als auch Turbulenzgroessen hin untersucht. Der dimensionslose Druckbeiwert K(max), der auch die Druckabsenkung infolge Turbulenz beruecksichtigt, zeigte nur eine geringe Geschwindigkeits- und Formabhaengigkeit aber eine ausgepraegte Abhaengigkeit von der relativen Rauheit. Der Kavitationsindex jedoch zeigte eine starke Geschwindigkeits- und Formabhaengigkeit. Es wurde ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem diese Diskrepanzen vermieden werden koennen.
Das Projekt "Numerische Berechnung turbulenter Stroemungen um Gebaeude" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Hydromechanik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwickung von numerischen Berechnungsverfahren fuer die turbulente Umstroemung von Gebaeuden. Zum einen wird die Large-Eddy-Simulationsmethode eingesetzt und weiterentwickelt und mit ihr wurde im Rahmen des Vorhabens die instationaere Wirbelabloesestroemung an einem quadratischen Zylinder berechnet. Diese Rechnungen wurden auch auf einem vom Projektleiter organisierten Workshop (Workshop on Large-Eddy-Simulations of Flows past Bluff Bodies, Rottach-Egern, 26.-28. Juni 1995) eingereicht. Die Ergebnisse stimmen insgesamt recht gut mit Messungen ueberein. Weiter wurde die im Mittel stationaere Stroemung um einen wandgebundenen Wuerfel mit Hilfe eines statistischen Verfahrens berechnet, d.h. die Stroemung um ein geometrisch einfaches Gebaeude. Dazu wurde ein dreidimensionales Finite-Volumen-Verfahren eingesetzt sowie verschiedene Varianten des k-eps Turbulenzmodells zur Simulierung der turbulenten Austauschvorgaenge. Es ergab sich ein zu langes Abloesegebiet hinter dem Wuerfel und es wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass diese sehr komplexe Stroemung mit der Large-Eddy-Simulationstechnik wesentlich besser berechnet werden kann, die allerdings einen weitaus hoeheren Rechenaufwand erfordert.