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Fluid-Struktur-Wechselwirkung im Stahlwasserbau

Erstellt am: 27.02.2018 | Stand des Wissens: 27.02.2018
Auftraggeber / Förderer:   Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Auftragnehmer:   Bundesanstalt für Wasserbau
Projektkoordination:   Gebhardt, Dr.-Ing. Michael
Projektnummer:   B3953.03.04.70006
Projektvolumen:   < 500.000
Laufzeit:   2016/04 bis 2019/04
Projektstand:   laufend
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Veröffentlichung:   [GeGö17] Fluid-Struktur-Wechselwirkung im Stahlwasserbau
Strömungsinduzierte Schwingungen treten dann auf, wenn ein elastischer oder elastisch gelagerter Körper derart umströmt wird, dass zeitliche oder örtliche Druckschwankungen in der Strömung oder entlang der Strömungsberandung zwischen Körper und Fluid anfachende Kräfte verursachen. Aktuelle Anfragen aus der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) zeigen, dass Schwingungen sowohl an Wehrverschlüssen unterschiedlichen Typs und Alters, als auch an Füllschützen neuerer Stemmtore von Schleusen auftreten. Vor dem Hintergrund der geplanten Fernbedienung, der Automatisierung von Wehren und Schleusen in Verbindung mit der geringeren Verfügbarkeit von erfahrenem Betriebspersonal vor Ort wird dieses Problem weiter an Wichtigkeit gewinnen. Schwingungen stellen eine Beanspruchung dar, für die die Verschlüsse nicht ausgelegt sind.

In der BAW wurden bereits In-Situ Messungen durchgeführt und die gemessenen Schwingungen hinsichtlich der auftretenden Frequenzen und Amplituden ausgewertet. Für stahlwasserbauliche Konstruktionsdetails sollen strukturmechanische Berechnungen durchgeführt werden. Dabei steht insbesondere die Ermittlung der Eigenschwingungen unter Berücksichtigung der hydrodynamischen Massen der linear-elastischen Stahlkonstruktionen im Vordergrund. Des Weiteren ist vorgesehen, typische Schwingungsphänomene mit numerischen Verfahren zu untersuchen. Strömungssimulationen mit verschieblicher verformbarer Struktur sind gegenwärtig Stand der Forschung und sollen daher im Rahmen einer Forschungskooperation entwickelt werden. Ziel ist es, die Methoden anhand ausgewählter praxisrelevanter Beispiele zu verifizieren und für den Einsatz in der BAW anzupassen. Zur Validierung stehen ggf. Labormodelle zur Verfügung, an denen entsprechende Messungen durchgeführt werden können. Wo erforderlich, müssen neue Prinzipien entwickelt werden, um die Ergebnisse in die verschiedenen Standardisierungsgruppen der WSV einfließen zu lassen.
Glossar
Ansprechpartner
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Bundesanstalt für Wasserbau
Literatur
[GeGö17] Bundesanstalt für Wasserbau, Gebhardt, Dr.-Ing. Michael, Göbel, Georg Fluid-Struktur-Wechselwirkung im Stahlwasserbau, Karlsruhe, 2017/11, Online-Referenz http://www.baw.de/DE/service_wissen/publikationen/forschung_xpress/forschung_xpress.html
Glossar
Validierung Als Validierung bezeichnet man die Prüfung, ob ein Lösungsansatz für ein bestimmtes reales Problem verwendungsfähig ist

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?481155

Gedruckt am Mittwoch, 22. Mai 2019 09:56:39