Das Projekt "Abloesungen an Sohlschwellen in geschichteten und nicht geschichteten Stroemungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Hydrologie und Wasserwirtschaft durchgeführt. In der klassischen Hydraulik wird die Ueberstroemung einer Grundschwelle in einer Kanalstroemung (Wasser in einem offenen Gerinne) eindimensional mit Hilfe der Bernoulligleichung berechnet ohne Beruecksichtigung von Energieverlusten. Ein entsprechendes Rechenverfahren fuer eine aus zwei Schichten verschiedener Dichte bestehende Kanalstroemung wird ebenfalls verwendet (Plate, 1974). Dabei wird vernachlaessigt, dass bei bestimmten Konfigurationen von Stroemung und Schwellengeometrie Abloesung an der Schwelle auftreten kann, die zu erheblichen Energieverlusten fuehrt. Diese Erscheinung soll im vorhandenen Zweischichtenkanal der Universitaet Karlsruhe experimentell und theoretisch untersucht werden. Experimentell soll festgestellt werden, bei welchen Bedingungen Abloesung auftritt und wie sie sich auf den Energieverlust auswirkt. Ausgangspunkt fuer die Theorie ist ein Kriterium von Huppert und Britter (1982).
Das Projekt "Simulation mehrdimensionaler Stroemungen mit freier Oberflaeche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorium für Hydraulik und Gewässerkunde durchgeführt. In hydraulischen Berechnungen von Flusslaeufen oder im Kanalnetz wird meist auf eine eindimensionale Betrachtungsweise zurueckgegriffen. Oft stellen sich aber Probleme, bei denen der mehrdimensionale Charakter einer Stroemung von entscheidender Bedeutung ist. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, unter Ausnutzung der Besonderheiten von Stroemungen mit freier Oberflaeche eine Berechnungsmethode aufzuzeigen, mit der praxisrelevante Probleme mit vernuenftigem Rechenaufwand zu loesen sind. So koennen beispielsweise mit Hilfe mehrdimensionaler Berechnungen die Genauigkeit erhoeht, der Wirkungsgrad von Wasserkraftanlagen durch eine Optimierung der Zu- und Ablaufbedingungen verbessert, Wechselwirkungen zwischen Bauwerken und Stroemung bestimmt oder das Gefaehrdungspotential von Hochwasserereignissen in Fluss-Vorlandsystemen besser beurteilt werden. Das betrachtete Stroemungsgebiet wird mit raeumlichen finiten Elementen diskretisiert. Zur Beschreibung des Fliessvorganges kommen die Navier-Stokes-Gleichungen ergaenzt durch ein Turbulenzmodell zur Anwendung. Im Gegensatz zur Beschreibung von Stroemungen mit den Flachwassergleichungen kann so auf die Annahme einer hydrostatischen Druckverteilung verzichtet werden.