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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Vergleich von Fließgeschwindigkeitsmessungen zur Ermittlung der Reynolds-Schubspannung mittels eines Vectrino-Profilers und eines LDA"

Die Anschaffung des Vectrino-Profilers birgt die Hoffnung, simultan in einem großen Messvolumen die Reynolds’sche Schubspannung in Sohlnähe über einem erodierenden Sedimentkern zu ermitteln. In dieser Arbeit wird anhand verschiedener Messungen deutlich, dass der Vectrino-Profiler in dieser Versuchsumgebung nicht geeignet ist, die Reynolds’sche Schubspannung im sohlnahen Bereich zu bestimmen. Die Arbeit hat gezeigt, dass die Filterkriterien einer der Auswertung vorangehenden Filterung nach Ausreißern der Daten des Vectrinos mit großer Sorgfalt zu wählen sind. Es kann ein Korrelation zwischen der errechneten Schubspannung des Vectrino-Profilers und der vorangegangen Filterung der Daten aufgezeigt werden. Ebenfalls wird eine Verbindung zwischen dem über Zeit und Volumen mittelnden Messverfahrens und der errechneten Schubspannung deutlich. Die Geschwindigkeitsmessungen, unterteilt in die Geschwindigkeitskomponenten in xund z-Richtung (in Strömungsrichtung und orthogonal dazu), liefern zur Literatur widersprüchliche Ergebnisse. Besonders im Bereich bis 1mm über der Sohle können keinerlei verlässliche Daten generiert werden, da akustische Reflektionen an der Sohle das Messsignal überlagern. Die aus der Geschwindigkeit errechneten Schubspannungen stimmen mit den mittels des Laser-Doppler-Anemometers (LDA) das sich als Referenzsystem beweisen konnte, nicht überein. Die stets geringere Schubspannung, die aus den Vectrino-Messungen hervorgeht, kann aufgrund der inkonsistenten Schubspannungs-Verläufe nicht in eine mathematische Beziehung zu den Werten der LDA-Messung gesetzt werden.