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Annegret Förstner
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1 Präsentation Bachelorarbeit visuellen Beobachtungen und deren Interpretation Daniel Jakob Vortrag zum 1.Flusswellenforum in München am Folie 1

2 Umfeld Betreuer: (Universität Innsbruck, Institut für Infrastruktur, Arbeitsbereich Wasserbau) Herr Univ. Prof.Dr. Ing. habil. Markus Aufleger Herr M.Sc. Claudio Ravazzini Gutachter MCI: (Management Center Innsbruck) Herr Ing. Ronald Stärz Verfasser: Anhand von (Management Geschwindigkeitsmessungen, Center Innsbruck) Herr Daniel Jakob Studiengang Umwelt-Verfahrens- und Biotechnik Schwerpunkt Umwelttechnik, Jahrgang 2007 Folie 2

3 Motivation Wellenanlagen Projekt ERICEIRA Gefahrenquellen einer zu erkennen zu erfassen zu beurteilen Seitansicht Welle im Modellversuch Folie 3

4 Modell im Maßstab 1:8 Fließrichtung OW Rampe UW OW... Oberwasserbereich Modell: 4,8m x 5,75m x 1,0m UW... Unterwasserbereich Folie 4

5 Problemstellung Walzen und Rücklaufbildung Strömungssituation im Längsschnitt, Quelle: Diplomarbeit Hass, Walzen und Rücklaufproblematik, TU München Folie 5

6 Ziel der Arbeit Im Modell Ermittlung der Wassergeschwindigkeiten Verhalten eines Surfers Erstellung Strömungsprofil Folie 6

7 Methodik Vorgehensweise Einstellung der Rampengeometrie Erfassung der Wassergeschwindigkeiten Sicherheitsbetrachtung Analyse Surfer einer Farbfadenversuch Folie 7

8 Welle im Modell Seitenansicht der untersuchten Welle Quelle: Eigenwerk Folie 8

9 Messeinrichtung Messgeräte Kleinflügel von der Firma Ott Vectrino von der Firma Nortek Quelle: Eigenwerk Quelle: Eigenwerk Folie 9

10 Messeinrichtung Visuelle Messmethoden Schwimmkörper Farbfadenversuch Folie 10

11 Schwimmkörper Größe Einheit Großausführung Modell Masse [kg] 80 0,15625 Länge Anhand von [m] Geschwindigkeitsmessungen, 1,80 0,225 Folie 11

12 Farbfadenversuch Folie 12

13 Ergebnisse Wassergeschwindigkeiten Analyse Surfer Farbfadenversuch Folie 13

M_min = 0,012 [m/s] Maximale Wassergeschwindigkeit v

14 Ergebnisse Wassergeschwindigkeiten für Q= 130 l/s bzw. q = 104 l/sm Minimale Wassergeschwindigkeit v M_min = 0,012 [m/s] Maximale Wassergeschwindigkeit v M_min = 1,798 [m/s] Ott-Flügel bei der Messung Folie 14

15 Ergebnisse Wassergeschwindigkeiten Fließrichtung Seitenansicht Geschwindigkeitsverteilung Folie 15

16 Ergebnisse Wassergeschwindigkeiten Geschwindigkeitsverteilung entgegen der Fließrichtung Folie 16

17 Übersicht Ergebnisse Analyse Surfer Surfer wird an der Wasseroberfläche mitgerissen Draufsicht der Beurteilungssituation Folie 17

18 Übersicht Ergebnisse Farbfadenversuch Hohe Turbulenzen im Bereich der Welle Grundwalzenbildung Seitenansicht des Strömungsverlaufs im Rampenbereich Folie 18

19 Zusammenfassung Grundwalze Rücklauf Wassergeschwindigkeit Wasserstand Ausrüstung (Neopren, Schwimmweste,Helm) Surfverhalten (aktive Schwimmbewegungen) Rettung vor Ort Folie 19

20 Präsentation Masterarbeit Analyse von stationären Wellen für den Surf- und Kajaksport Daniel Jakob Folie 20

21 Umfeld Betreuer: (Universität Innsbruck, Institut für Infrastruktur, Arbeitsbereich Wasserbau) Herr Univ. Prof.Dr. Ing. habil. Markus Aufleger Gutachter MCI: (Management Center Innsbruck) Herr FH-Prof. Dr. Ulrich Muschelknautz Sicherheitsbetrachtung Verfasser: einer (Management Center Innsbruck) Herr Daniel Jakob Studiengang Umwelt-Verfahrens- und Biotechnik Schwerpunkt Umwelttechnik, Jahrgang 2010 Folie 21

22 Problemstellung / Motivation Zunahme Surf- und Kajaksport Bedarf an Spielstellen steigt Möglichkeit : Nutzung kinetischer und potentieller Energie von Fließgewässern zur Erzeugung von stationären Wellen Folie 22

23 Ziel der Arbeit Welche Parameter sind notwendig um eine surfbare Welle zu erzeugen? Explizit: Welcher spezifische Abfluss wird für eine nutzbare Surfwelle benötigt? Folie 23

24 Abflussformen an einer negativen Sohlstufe Oberwasserstand Unterwasserstand Unterwasserstand Unterwasserstand Unterwasser stand Walze Unterwasser stand Quelle : Kandler, Rudolf. Masterarbeit - HYDRAULISCHER MODELLVERSUCH SILLMÜNDUNG-. Wien, Oktober 2008 Original: Abflussformen an negativer Sohlstufe - Zufluss u berkritisch, Abfluss unterkritisch; aus OHTSU & YASUDA (1991); Folie 24

25 Methodik Versuchsdurchführung Rampengeometrie Dokumentation Wellentyp Geometrie Surfwelle Folie 25

26 Modellaufbau Modellabmessungen: 4,8 m x 5,75m x 1,0m Folie 26

27 Messeinrichtung Messgeräte Stechpegel Ultra-Schall Sensoren Mikro-Messflügel Visuelle Messmethoden Fotodokumentation Mikro- Messflügel Folie 27

28 Rampengeometrie Seitansicht der Rampe mit diversen Neigungen Folie 28

29 Wellentyp OW UW D_h OW _UW Bild Beschreibung q=80 l/sm ; J 1 = 10% [cm] [cm] [cm] [-] 69,1 63 6,1 A-Jump 69, ,1 Wave-Jump 69, ,2 Undulated Jump 69, ,2 B-Jump 69, ,2 Walze Walze Folie 29

30 Geometrie Surfwelle Wellentyp: Wave- Jump; Rampenneigung J 1 =10 % Z-Achse [cm] Sohle J1 10% 40_[l/sm]_Wave-Jump 60_[l/sm]_Wave-Jump 10 Anhand 0 von Geschwindigkeitsmessungen, visuellen Beobachtungen X- Achse [cm] und deren Interpretation Folie 31

31 Übertragung der Ergebnisse Ähnlichkeitsgesetz Froude`modell : Strömung mit freier Oberfläche Modellähnlichkeit wird von Schwerkraft dominiert Fr = Trägheitskraft Schwerkraft = v n g h n = v m g h m Folie 32

32 Übertragung der Ergebnisse 3,00 Wave-Jump - fixe Wellenhöhe spezifische Durchfluss q [m3/sm] 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 Wellenhöhe 0,75 m Wellenhöhe 0,5 m 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Rampenneigung J 1 [%] Folie 33

33 Übertragung der Ergebnisse 3,00 B-Jump - fixe Wellenhöhe 2,50 spezifischer Durchfluss q [m3/sm] 2,00 1,50 1,00 0,50 Wellenhöhe 0,75 m Wellenhöhe 0,5 m 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Rampenneigung J 1 [%] Folie 34

34 Zusammenfassung Randbedingungen / Parameter: Geometrie Fluss Rampenneigung Strömungen (Kehrwasser,Lufteintrag etc.) Abfluss (Volumenstrom) Oberwasserstand Unterwasserstand Surfbare Welle: spezifischer Durchfluss q [m³/sm] = 1-1,5 Rampenneigung visuellen Beobachtungen J 1 [%] und deren Interpretation = Unterschied OW zu UW Dh OW/UW [m] = 0,7 1,3 Folie 35

35 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie 36

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