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Die Natur im Labor

Das Wasserbaulabor der FH Aachen bekommt eine neue Versuchsrinne, um Strömungs- und Verwirbelungsverhalten noch besser erforschen zu können.

"Wir versuchen so gut es geht, die Natur im Labor nachzubilden", erklärt Prof. Dr. Daniel Bung aus dem Lehr- und Forschungsgebiet Wasserbau am Fachbereich Bauingenieurwesen. Er erforscht das Strömungs- und Verwirbelungsverhalten von Wasser. Um die Bedingungen zu verbessern und repräsentativere Ergebnisse zu erhalten, bekommt das Wasserbaulabor eine neue Versuchsrinne.

Die aktuelle Versuchsrinne ist 50 Zentimeter breit, die neue soll 150 Zentimeter messen. "Je breiter die Rinne, desto geringer die Verfälschungen bei den Versuchen", so Prof. Bung. Sobald das Wasser an die Begrenzungswände kommt, werde das Ergebnis beeinflusst. Die Strömung konnte bisher nur eingeschränkt nachgebildet werden, die neue Versuchsrinne ermöglicht dagegen eine freiere Entfaltung des Wassers.

Aber nicht nur die Größe ist ein entscheidender Unterschied. Durch einen transparenten Boden soll in Zukunft eine genaue Betrachtung und Analyse der Unterseite möglich sein. Das 4D-PTV-Messsystem – vier Hochgeschwindigkeitskameras, die mit 1000 Bildern pro Sekunde jede Bewegung aus vier verschiedenen Perspektiven einfangen können – wird dabei mit zum Einsatz kommen.

"In der Rinne kann alles erforscht und getestet werden, was mit Strömung zu tun hat", erklärt Prof. Bung. So untersucht Doktorand Phillip Langohr aktuell Fließeigenschaften bei Wehranlagen. Je länger ein Wehr, desto mehr Wasser kann darüber abfließen. Wenn die Länge jedoch durch die natürliche Breite des Flusses eingeschränkt ist, kann mithilfe von nicht-linearen Wehren die Fließmenge erhöht werden. Langohr nutzt aktuell die alte Versuchsrinne, um 3D-gedruckte Wehr-Module zu testen.

Finanziert durch "Großgeräte der Länder"

Die neue Versuchsrinne wird mit 316.000 Euro durch das Programm "Großgeräte der Länder" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und soll im Laufe des nächsten Jahres in das Wasserbaulabor integriert werden. Durch die neuen Geräte liegt das Labor der FH Aachen in der praxisnahen Forschung weit vorne.

Das internationale Interesse an der Wasserbauforschung ist groß. Unterstützt durch ein DAAD-Stipendium, wird Langohr an der Utah State University (einer weltweit führenden Universität für nicht-lineare Wehre) seine Forschungen in einem größeren Maßstab fortführen können. Umgekehrt bekommt das Labor Unterstützung aus Brasilien. Ein brasilianischer Doktorand, der auf die Forschungen Prof. Bungs aufmerksam geworden ist, wird im kommenden Semester an die FH Aachen kommen.

Im Rahmen des IAHR Wold Congress wurde Prof. Bung in diesem Jahr mit dem Willi H. Hager Journal of Hydraulic Research Best Reviewer Award für die Besprechung und Rezension wissenschaftlicher Artikel ausgezeichnet. Das kommende Wintersemester wird er als Forschungssemester nutzen, um das volle Potenzial des Labors auszuschöpfen.