folgt: 4. Trübungszone hinauf: 3. Turbulenzkollaps vorher: 3.2 Skepsis

3.3 Fazit

Um realistische Schwebstofftransport-Simulationen ausführen zu können, ist es erforderlich, den Mechanismus, der zum Turbulenzkollaps führt, hinreichend genau erfassen zu können. Grund ist der Einfluss, den der Turbulenzkollaps auf die von einer Strömung transportierte Sedimentmenge hat. Das wäre auch dann notwendig, wenn die turbulente Schwankungsbewegung nicht völlig zu Null wird, sondern nur stark abnimmt.

Das Mischungsweg-Turbulenzmodell, wie es in Abschnitt 2.2 vorgestellt wurde, kann einen solchen Kollaps-Mechanismus nicht erfassen. In dessen Herleitung wurde angesetzt, dass die Strömung über die ganze Wassertiefe Grenzschichtcharakter hat und die Dämpfung nicht auf die Verteilung der Mischungsweglänge zurückwirkt. Das Modell ist dadurch nur auf Fälle anwendbar, in denen der Einfluss der Dichteschichtung auf das Turbulenzgeschehen klein bleibt. Erst Turbulenzmodelle, in denen zwei Transportgleichungen gelöst werden, wie dem -Modell, sind frei von Annahmen über die räumliche Verteilung der Turbulenzgrößen. Daher finden dieses Modell in dieser Arbeit Verwendung.

Folgende Annahmen in dieser Arbeit stehen im Zusammenhang mit dem Kollaps-Mechanismus:

Es werden 3D-Modelle verwendet. Eine der stark einschränkenden Voraussetzungen für die Berechnungen, die WINTERWERP [142] anstellte, um den Kollaps zu bestätigen, war horizontale Gleichförmigkeit. Der Einfluss horizontaler Scherung auf den vertikalen Massenaustausch wird daher hier auch im Hinblick darauf betrachtet, wie er mit dem Kollaps-Mechanismus interagiert.

Nur wenn Turbulenzmodelle auch bei kleinen turbulenten REYNOLDS-Zahlen unter 60 zuverlässig arbeiten, können Aussagen über Strömungen in dem Bereich zwischen stark gedämpfter und völlig kollabierter Turbulenz gemacht werden.

Wie genau das numerische Verfahren starke Dichtegradienten abbilden kann, wird auch deswegen geprüft, weil diese Dichtegradienten ein Baustein des Kollaps-Mechanismus sind.

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