Quantitative Untersuchung der seitlichen Abweichung von frei fallenden Kugeln in Wasser bei großen Reynoldszahlen

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Bei vielen Bauvorhaben des Küsteningenieurwesens, des Seeund Hafenbaus oder des Brückenbaus werden Steine mit Schutenantransportiert, die über der Einbaustelle das gesamte Material in einem Schüttvorgang entladen. Diese Bauwerke haben häufig erhebliche Bauvolumina und sind von sicheren und wirtschaftlichen Bauverfahren abhängig. In Vorversuchen hat sich gezeigt, daß Kugeln in ihrem Fallverhalten reynoldszahlabhängige Anomalien aufweisen. Insbesondere bei großen Reynoldszahlen ist die seitliche Abweichung von Kugeln beim freien Falle durch Wasser erheblich, Abweichungen von bis zu 1.80m nach 6m Fallstrecke wurden beobachtet. Die Untersuchungen, für die mit diesem Antrag Mittel beantragt werden, konzentrieren sich auf das Fallverhalten von Einzelkörpern und bilden die Grundlage für die Beurteilung des Verhaltens eines Kornhaufens. Zunächst werden in hydraulischen Fallschächten die Fallbahnen von achsensymmetrischen Modellkörpern (Kugeln) quantitativ bestimmt und die Parameter, die einen Einfluß auf das Fallverhalten ausüben, ermittelt. Anschließend wird der Einfluß unterschiedlicher Achsenverhältnisse anhand von abgerundeten Modellkörpern (z.B. Ellipsoide), welche die verschiedenen Formklassen natürlichen Steinmaterials repräsentieren, untersucht. Abschließend soll ein Simulationsmodell entwickelt werden, um die Eignung natürlichen, abgerundeten Materials für Unterwasserschüttungen einschätzen zu können.