Abgeschlossene Abschlussarbeiten
Eine Liste mit Themenvorschläge für Abschlussarbeiten zur Erlangung des Diplom- oder Mastergrades und des Bakkalaureats sowie für Projektarbeiten finden Sie auf der Seite des Instituts.
Folgende Abschlussarbeiten wurden an der Professur für Wasserbau betreut:
Variantenuntersuchung der seegangsbeeinflussenden Wirkung von Buhnen und Wellenbrechern anhand des phasenaufgelösten Seegangsmodells SWASH am Beispiel des Geierswalder Sees
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Hesse, Anton
Betreuer
- Dipl.-Ing. Felix Stiller
- Dipl.-Ing. Carsten Boeland (geb. Schulz)
Abstract
Numerische Modelle haben für diverse Problemstellungen im Wasserbau in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Phasenaufgelöste Seegangsmodelle finden dabei bisher hauptsächlich bei der Bearbeitung von Aufgabenstellungen in Bezug auf Ozeane Anwendung. Die Zielstellung dieser Arbeit ist es, ein phasenaufgelöstes Modell für den Seegang an einem Uferabschnitt eines Tagebaurestsees zu entwickeln und verschiedene Bebauungsvarianten im Rahmen einer Uferschutzmaßnahme zu analysieren und bewerten.
Dafür wird zunächst ein übergeordnetes Modell des gesamten Sees erstellt und der Seegang für verschiedene Windereignisse mit dem phasengemittelten Seegangsmodell SWAN simuliert. Anschließend werden mehrere Modelle des Untersuchungsgebietes für das phasenaufgelöste Seegangsmodell SWASH entwickelt. Diese werden entweder um poröse Wellenbrecher oder undurchlässige Buhnen erweitert, um deren seegangsbeeinflussende Wirkung zu untersuchen. Den SWASH Modellen wird der mit SWAN erzeugte Seegang in Form eines Energiespektrums als Randbedingung vorgegeben. Mit diesem Vorgehen wird der Wellenangriff aus zwei verschiedenen Richtungen für die Bebauungsvarianten simuliert und mit einem Modell ohne Bebauung verglichen.
Die Wellentransformation und die Interaktionen an den Bauwerken können von SWASH in den Modellen realistisch nachgebildet werden. Komplexe Vorgänge wie Reflexion, Diffraktion und Transmission sind in den Simulationen deutlich erkennbar. Belastbare Seegangsparameter können den Modellen jedoch nicht entnommen werden, da die Übertragung des Seegangs von SWAN nach SWASH nicht fehlerfrei funktioniert.
Die Ergebnisse ermöglichen dennoch eine Beurteilung der Schutzwirkung der Bebauung. Die Errichtung von Wellenbrechern erweist sich als Vorzugsvariante, da sie das Untersuchungsgebiet besser vor dem Wellenangriff schützen können und weniger Erosion zu erwarten ist. Die in der zweiten Variante getesteten Buhnen können zwar ebenfalls einen Küstenlängstransport von Sedimenten verhindern, bieten aber keinen direkten Schutz des Ufers vor angreifenden Wellen.
Auch wenn die Modelle noch nicht ausgereift sind, können sie dennoch Aufschluss über die Effizienz der Bebauungsvarianten geben und es werden konkrete Lösungsansätze herausgearbeitet, um die zukünftige Modellierung für vergleichbare Problemstellungen zu erleichtern.
Dafür wird zunächst ein übergeordnetes Modell des gesamten Sees erstellt und der Seegang für verschiedene Windereignisse mit dem phasengemittelten Seegangsmodell SWAN simuliert. Anschließend werden mehrere Modelle des Untersuchungsgebietes für das phasenaufgelöste Seegangsmodell SWASH entwickelt. Diese werden entweder um poröse Wellenbrecher oder undurchlässige Buhnen erweitert, um deren seegangsbeeinflussende Wirkung zu untersuchen. Den SWASH Modellen wird der mit SWAN erzeugte Seegang in Form eines Energiespektrums als Randbedingung vorgegeben. Mit diesem Vorgehen wird der Wellenangriff aus zwei verschiedenen Richtungen für die Bebauungsvarianten simuliert und mit einem Modell ohne Bebauung verglichen.
Die Wellentransformation und die Interaktionen an den Bauwerken können von SWASH in den Modellen realistisch nachgebildet werden. Komplexe Vorgänge wie Reflexion, Diffraktion und Transmission sind in den Simulationen deutlich erkennbar. Belastbare Seegangsparameter können den Modellen jedoch nicht entnommen werden, da die Übertragung des Seegangs von SWAN nach SWASH nicht fehlerfrei funktioniert.
Die Ergebnisse ermöglichen dennoch eine Beurteilung der Schutzwirkung der Bebauung. Die Errichtung von Wellenbrechern erweist sich als Vorzugsvariante, da sie das Untersuchungsgebiet besser vor dem Wellenangriff schützen können und weniger Erosion zu erwarten ist. Die in der zweiten Variante getesteten Buhnen können zwar ebenfalls einen Küstenlängstransport von Sedimenten verhindern, bieten aber keinen direkten Schutz des Ufers vor angreifenden Wellen.
Auch wenn die Modelle noch nicht ausgereift sind, können sie dennoch Aufschluss über die Effizienz der Bebauungsvarianten geben und es werden konkrete Lösungsansätze herausgearbeitet, um die zukünftige Modellierung für vergleichbare Problemstellungen zu erleichtern.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Küstenschutz
- Wellenberechnung
Schlagwörter
Seegang, SWASH, SWAN, Numerik, numerische Modelle
Berichtsjahr
2020