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Validierung eines hydrodynamischen Modells unter Berücksichtigung 2-dimensionaler Strömungsprozesse der Oberfläche
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Kroczek, Thomas
Betreuer
- Prof. Dr. sc. techn. Peter Krebs
Weitere Betreuer
Dipl.-Hydrol. Stefanie Schiffner, Dipl.-Ing. Martin Lindenberg (itwh)
Abstract
"Mit den andauernden Klimaveränderungen steigt die Gefahr von schweren Personen- und
Sachschäden durch urbane Sturzfluten. Eine ausreichende Dimensionierung von Entwässerungssystemen ist aus Kostengründen selten möglich und der Bedarf nach einer interdisziplinären Handelsweise steigt. Werden Kanalnetz- und Oberflächenmodelle gekoppelt, wird eine realitätsnahe Simulation von Überflutungen ermöglicht und dadurch die Voraussetzung für das Erfassen der Wirkung von Schutzmaßnahmen geschaffen. Hierdurch können Kostenfragen besser beantwortet werden.
Mit der Software HYSTEM-EXTRAN 2D ist es möglich, ein detailliertes Oberflächenabflussmodell mit einem Kanalnetzmodell bidirektional zu koppeln. Der simulierte Abfluss wird der Oberfläche punktförmig zugeführt und über 2D Flachwassergleichungen auf der Oberfläche transportiert. Durch das 2D Oberflächenmodell steigt der Einfluss, der auf die Oberfläche durch eine Parameterwahl getroffen wird erheblich.
Dieser neu implementierte Ansatz der Oberflächenabflussbildung wird in dieser Masterarbeit, anhand von Messwerten des „Urbanen Observatoriums“ in Dresden und Regenschreibern außerhalb des Modellgebietes, untersucht. Es wurde festgestellt, dass Messdaten aus Regenschreibern geeignet sind, um die Abflussbildung und Abflusskonzentration auf der Oberfläche so zu simulieren, wie sie im „Urbanen Observatorium“ gemessen werden. Das Ausmaß der Modellgrenze hat einen Einfluss auf die Simulationsdauer und auf die Fläche, die aufbereitet werden muss, damit über Abflussbildungsparameter eine größere Realitätsnähe geschaffen werden kann. Das Aufbereiten der Oberfläche ist Zeitintensiv und kann mit einem erhöhten Standard in der Datenqualität umgangen werden."
Sachschäden durch urbane Sturzfluten. Eine ausreichende Dimensionierung von Entwässerungssystemen ist aus Kostengründen selten möglich und der Bedarf nach einer interdisziplinären Handelsweise steigt. Werden Kanalnetz- und Oberflächenmodelle gekoppelt, wird eine realitätsnahe Simulation von Überflutungen ermöglicht und dadurch die Voraussetzung für das Erfassen der Wirkung von Schutzmaßnahmen geschaffen. Hierdurch können Kostenfragen besser beantwortet werden.
Mit der Software HYSTEM-EXTRAN 2D ist es möglich, ein detailliertes Oberflächenabflussmodell mit einem Kanalnetzmodell bidirektional zu koppeln. Der simulierte Abfluss wird der Oberfläche punktförmig zugeführt und über 2D Flachwassergleichungen auf der Oberfläche transportiert. Durch das 2D Oberflächenmodell steigt der Einfluss, der auf die Oberfläche durch eine Parameterwahl getroffen wird erheblich.
Dieser neu implementierte Ansatz der Oberflächenabflussbildung wird in dieser Masterarbeit, anhand von Messwerten des „Urbanen Observatoriums“ in Dresden und Regenschreibern außerhalb des Modellgebietes, untersucht. Es wurde festgestellt, dass Messdaten aus Regenschreibern geeignet sind, um die Abflussbildung und Abflusskonzentration auf der Oberfläche so zu simulieren, wie sie im „Urbanen Observatorium“ gemessen werden. Das Ausmaß der Modellgrenze hat einen Einfluss auf die Simulationsdauer und auf die Fläche, die aufbereitet werden muss, damit über Abflussbildungsparameter eine größere Realitätsnähe geschaffen werden kann. Das Aufbereiten der Oberfläche ist Zeitintensiv und kann mit einem erhöhten Standard in der Datenqualität umgangen werden."
Schlagwörter
Oberflächenabflussbildung, Abflussbildung, gekoppelte Kanalnetz- und Oberflächensimulation, 2D Oberflächenmodell, HYSTEM-EXTRAN 2D
Berichtsjahr
2014