Turbulent-Eddies-Significance

Ein horizontaler Schnitt des Versuchsdesign aus angeströmten Halbzylinder (schwarz) und dahinter befindlichem fischähnlichen Körper (blau) wird abgebildet. Zusätzlich werden die Wirbelstrukuren als graue Strukturen dargestellt. Die wirbeldominante Strömun — Versuchsdesign aus angeströmten Zylinder und dahinter befindlichem fischähnlichen Körper in wirbeldominanter Strömung

Kurzbeschreibung

Das Projekt untersucht die Belastungen von Fischen durch definierte turbulente Bedingungen und deren ethohydraulische Relevanz, wobei Turbulenz als wirbeldominante Strömung konzeptualisiert wird. Hierfür werden numerische Simulationen in OpenFOAM sowie physikalische Modellierungen zur Erzeugung kontrollierter Wirbelfelder durchgeführt, die mit einem starren, fischähnlichen Körper interagieren.

Zentrale Projektziele sind die Kalibrierung und Validierung eines 3D-HN-Modells als digitaler Zwilling, die Analyse von Wirbelstrukturen und deren Einfluss auf Fische sowie die Entwicklung numerischer Methoden zur Auswertung von fischrelevanten Größen im Nahfeld. Ergänzt durch Laborversuche (inkl. Sensorfisch und zeitlich aufgelöstem 3D-PIV) und einer Literaturdatenbank trägt das Projekt zur fundierten ethohydraulischen Bewertung von Fischen in wirbeldominanter Strömung bei.

Medien

Dargestellt ist das Modellgebiet (numerisch und labortechnisch) bzw. der Rohrquerschnitt mit Abmessungen (L = 2 m; W = 0,7 m; H = 0,7 m). Im Innern des Rohres erkennt man den Zylinder (schwarz) und eine grüne Box, welche das Messvolumen Beobachtungsbereic — Standardversuchsaufbau im Labor und in OpenFOAM © IWD

Eine 3D-Seitenansicht des Standardversuchs (Halbzylinder mit fischähnlichem Körper) mit grauen Wirbelhüllen, wobei einige Zellen entsprechend ihrem Inhalt der Kinetischen Energie der Turbulenz koloriert sind, wird gezeigt. — Die aufgelöste Kinetische Energie der Turbulenz ("TKE_res") bei relevanten Wirbelzellen im Standardversuch © IWD

Eine 3D-Ansicht des Standardversuchs (Halbzylinder mit fischähnlichem Körper) mit grauen Wirbelhüllen, wobei eine Perspektive direkt hinter dem Fischkörper eingenommen wird, wird gezeigt. Die Wirbel werden horizontal geschnitten, wodurch die Druckschwanku — Ein Wirbelfeld mit Wirbelkernlinien aus Fischperspektive © IWD

Projektdaten

Kerninformation
Zeitraum	01/01/2025 – 30/06/2026
Art der Finanzierung	Drittmittel
Fördermittelgeber	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
TUD Forschungsprofillinien	Energie, Mobilität und Umwelt › Wasserforschung
Ziele für Nachhaltige Entwicklung (SDGs)	SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur SDG 14 – Leben unter Wasser
Schlagwörter	Ethohydraulik 1D-, 2D- und 3D-Strömungssimulation Grundlagenforschung Fischaufstieg und Fischabstieg