Münchner Floßlände mit Einbauten zurück zur Welle. Robert Meier-Staude
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- Harald Schmitz
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Transkript
1 Münchner mit Einbauten zurück zur Welle Robert Meier-Staude
2 Inhalt Historie Zielsetzung Surfkriterium Auslegung Strömungsmechanische Auslegung (CFD) Konstruktive Auslegung (CAD, FEM) Fazit 2
3 Danke Powered by IGSM Herr Obert Hannes Herrmann Stadt ANSYS Germany Organisatoren des Wellenforums 3
4 Historie: Surfen in Robert Meier-Staude 4
5 Zielsetzung Die Welle darf Schwimmer, Badende, Schlauchbootfahrer etc. nicht gefährden. Die Welle darf die Flößer nicht behindern. Die Welle sollte auch für Kajakfahrer interessant sein. Die Welle sollte mit einer minimalen Wassermenge stabil grün sein: Q < 8,4m³/s. Die Welle sollte auch für Surfer mit hohem Gewicht (ca. 100kg) gut surfbar sein. Robert Meier-Staude 5
6 SURFKRITERIUM 6
7 Surfkriterium: Wann ist eine Welle surfbar? 2 Bild Surfer G p y,dyn = yimpuls = ρ v y in Pa (3) F A G = m g (1) F A = p y,dyn A Board (2) Robert Meier-Staude 7
8 Surfkriterium: Wann ist eine Welle surfbar? Masse Surfer, kg Fläche Brett, m² Erforderlicher yimpuls, Pa = N/m² 30 0, , , , Robert Meier-Staude 8
9 Surfkriterium: Wann ist eine Welle surfbar? Robert Meier-Staude 9
10 Surfkriterium: Wann ist eine Welle surfbar? Robert Meier-Staude 10
11 Surfkriterium: Wann ist eine Welle surfbar? Robert Meier-Staude 11
12 AUSLEGUNG 12
13 CFD - Geometrie Robert Meier-Staude 13
14 CFD - Netz Netzdaten: Qualität: Min. angle > 33,3 Exp. Factor < 5 Aspect ratio < 20 2D: ca Hex 3D: ca. 1e6 Hex Robert Meier-Staude 14
15 CFD - Parametervariation Setup: Netzfeinheit Diskretisierung (Blend Factor) 2D 3D Stationär vs. Transient Physikalische Parameter/Randbedingungen: Wassermenge Q = {8m³/s 11,4m³/s} Unterwasserhöhe DownH = 0m + 0,15m Stufenhöhe h = {0,4m 0,7m} Steilheit der Rampe Robert Meier-Staude 15
16 CFD ohne Keil: Unterwasser Robert Meier-Staude 16
17 CFD ohne Keil: Wassermenge Q/b Robert Meier-Staude 17
18 CFD - Keil Robert Meier-Staude 18
19 CFD - Keil yimpuls: 0 Pa < yimpuls < 4000 Pa Robert Meier-Staude 19
20 CFD Keil: Geometrievarianten Robert Meier-Staude 20
21 CFD Keil - Fazit Robert Meier-Staude 21
22 Konstruktive Auslegung (CAD FEM) Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 22
23 Einbau & Test Juli 2015 Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 23
24 Einbau & Test Juli 2015 Film: Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 24
25 Absurfen Oktober 2015 Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 25
26 Ansurfen April Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 26
27 FAZIT Prof. Dr.-Ing. R. Meier-Staude, Fakultät 09, 27
28 Fazit: Auslegung Viele Rand- und Zwangsbedingungen 0D- und CFD-Analyse: Idee & Verständnis der Zusammenhänge Optimierte Geometrie Konzeptphase, CAD und FEA: Festigkeitsanalyse/Nachweis für Wasserdruck Floßkontakt Befestigung Letzter Schritt: Echter Prototyp Robert Meier-Staude 28
29 Fazit: Inbetriebnahme/Betrieb Gebaut wie gerechnet: Ziemlich sehr gute Übereinstimmung Schwimmer Flöße Kajak/Kanu Surfer Saison 2015 Winter 2015/16 Saison 2016 Robert Meier-Staude 29
30 Fazit: Qualität der Welle Es ist nicht die perfekte Welle Mit 8,9 m³/s (Q/b = 1,1 m³/ms) 2015: Oft zu flach 2016: Einstellung stabilisiert Nicht einfach zu surfen Mit 10,6 m³/s (Q/b = 1,33 m³/ms) Macht richtig Spaß Robert Meier-Staude 30
31 Fazit: River Wave Project Neue Wellen braucht die Welt Die Magie der Wellen zu den Menschen bringen Link: Wir unterstützen Euch bei der Planung, beim Bau Wir wollen ein professioneller Ansprechpartner für die Bauherren und Kommunen sein. Robert Meier-Staude 31
32 Vision: Die Welle mit Stromerzeugung Robert Meier-Staude 32
33 Vielen Dank Robert Meier-Staude Professor für Ressourcenschonende Konstruktion und Entwicklung Hochschule Robert Meier-Staude 33
34 Robert Meier-Staude 34
35 Anhang Robert Meier-Staude 35
36 Theorie der stehenden Welle h = 3 1 g Q 2 b 2 v = gh Quelle: Surek, Stemper: Angewandte Strömungsmechanik, Teubner, 2007 Fr = kinetische E. potentielle E. = v gh Robert Meier-Staude 36
37 Theorie der stehenden Welle Robert Meier-Staude 37
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