Dammbruch-Generator im erweiterten Großen Wellenkanal (GWK+)

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534995424

Im experimentellen Wasserbau und Küsteningenieurwesen werden Dammbruch-Generatoren verwendet, um eine Reihe unterschiedlicher Strömungen zu erzeugen. Hierzu wird ein Wellenkanal in zwei Abschnitte unterteilt - in einem Abschnitt wird das Wasser eingestaut, während der andere Abschnitt trocken gehalten wird oder einen deutlich niedrigeren Wasserstand aufweist. Mithilfe eines gesteuerten, sehr schnellen Öffnungsprozesses des Dammbruch-Generators können so unterschiedliche hydraulische Phänomene, wie Dammbruchströmungen, Sturzfluten, Boren sowie Schwall und Sunkwellen kontrolliert und systematisch untersucht werden. Neben klassischen Wellenmaschinen (z.B. Piston-Typ mit vertikaler Wand) erweitern Dammbruch-Generatoren das Portfolio von hydraulischen Einrichtungen um weitere richtungsweisende Forschungsmöglichkeiten. Der hier beantragte Dammbruch-Generator wird im Großen Wellenkanal+ des Forschungszentrums Küste eingesetzt werden. Für eine funktionsfähige Erzeugung von Dammbruchwellen unter Berücksichtigung der Skalen und Dimensionen des Großen Wellenkanals+ wird ein 4,9 m breiter und 3,8 m hoher Dammbruch-Generator vorgesehen, der in vorhandene Dammbalkennischen eingesetzt werden kann. Durch eine maximale Öffnungsgeschwindigkeit von rd. 1 s auf eine Zielhöhe an der Klappenunterkante zum Boden des Kanals von 1,5 m (1,35 m Fließtiefe plus 0,15 m Sicherheit) entsteht bei der schnellen Öffnung eine nahezu ideale Dammbruchströmung, die insbesondere drei Forschungslinien bedienen kann. Die Art von Dammbruchströmung ermöglicht (1) die Untersuchung der Fluid-Struktur-Wechselwirkung zwischen extremen Strömungsereignissen und Gebäuden im Sinne einer Belastung bei Sturzfluten, Tsunami oder Wellenüberlaufereignissen bis hin zum progressiven Einsturz, (2) die Erzeugung und Nutzung von Sunk-/Schwallwellen mit Blick auf die naturnahe Belastung von Ufern und Deckwerken infolge von Schiffswellen sowie (3) die Untersuchung von Kolk- und Erosionsentwicklungen bei instationären Strömungsereignissen, mit und ohne den Einfluss von Infrastrukturelementen wie Brücken oder Widerlagern. Die mit dem Dammbruch-Generator ermöglichten Fließtiefen und Strömungsgeschwindigkeiten werden alleinstellend sein, insbesondere in Kombination mit der großen Breite, die die Dammbruchklappe im Großen Wellenkanal+ abschließen wird. Die bisherigen Forschungen mit Dammbruchströmungen sind in ihrer Aussagekraft durch Skaleneffekte beeinflusst, welche jedoch durch die erreichbaren Längenskalen im Großen Wellenkanal+ deutlich reduziert bzw. gänzlich vermieden werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Dammbruch-Generator im erweiterten Großen Wellenkanal (GWK+)
• Gerätegruppe: 2440 Hilfseinrichtungen und spezielle Meßgeräte für Wind- und Wasserkanäle und Anlagen des Wasserbaus
• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Nils Goseberg