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1. Einleitung
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Turbulenzmodellierung für stabil dichtegeschichtete
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Vorwort
Inhalt
Inhalt
1. Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Ziel der Arbeit
2. Transport kohäsiver Sedimente
2.1 Vorgehensweisen in der Praxis
2.2 Mischungswegmodell
2.2.1 Turbulenter Impulsaustausch
2.2.2 Turbulenter Massenaustausch
2.2.3 Suspendierte Sedimente
2.2.4 Dichteschichtung
3. Turbulenzkollaps
3.1 Aussagen von WINTERWERP
3.2 Skepsis
3.3 Fazit
4. Trübungszone
4.1 Entstehung
4.1.1 Beobachtungen
4.1.2 Residuelle Zirkulation
4.1.3 Asymmetrie der Tide
4.2 Dynamik
4.3 Sedimentbilanz
4.4 Trübungszone und numerische Berechnung
5. Eigenschaften kohäsiver Sedimente
5.1 Material und Partikelgröße
5.2 Flockenbildung und Sinkgeschwindigkeit
5.3 Rheologie
5.4 Erosion, Deposition und Konsolidierung
5.5 Konsequenzen aus der Abkehr vom Wasser-Boden-Dualismus
5.6 Unsicherheiten bei der Massenstromberechnung
6. Turbulenz in stabil dichtegeschichteten Suspensionen
6.1 Grundgleichungen
6.2 Interne Wellen
6.3 Instabilität
6.4 REYNOLDS-Mittelung der Grundgleichungen
6.5 REYNOLDS-Spannungen
6.6 Dimensionslose Kennzahlen
6.7 Längenmaße
6.8 MONIN-OBUKHOV-Ähnlichkeit
6.9 Relativbewegung zwischen Feststoff und Fluid
7. Turbulenzmodell
7.1 Grundgleichungen
7.2 Staupunkt-Anomalie
7.3 Stabilitätsfunktion
8. Numerischer Algorithmus
8.1 Überblick
8.2 Verfahren nach CASULLI
8.2.1 2D-Basis-Algorithmus
8.2.2 Konvektion
8.2.3 3D-Erweiterung
8.2.4 Horizontale Impulsdiffusion und numerische Stabilität
8.3 Verfahrenserweiterung
8.3.1 Unstrukturierte Netze
8.3.2 Stofftransport und Turbulenzmodell
8.4 Entwicklungsmöglichkeiten
9. Testrechnungen
9.1 Idee und Überblick
9.2 Basismodell
9.2.1 Gerader Kanal
9.2.2 Tide in einer Bucht
9.2.3 Potential-Staupunktströmung
9.2.4 Laminare Grenzschicht
9.2.5 Diffusion von Konzentrationen
9.2.6 Starrkörperrotation
9.2.7 Konvektiver Transport
9.3 Turbulenzmodell
9.3.1 Abklingende isotrope Turbulenz
9.3.2 Oscillating-Grid-Tank
9.3.3 Logarithmisches Wandgesetz
9.3.4 Ebene Scherschicht
9.3.5 Zwischenfazit
9.4 Stabile Dichteschichtung
9.4.1 Abklingende isotrope Turbulenz
9.4.2 Ebene Scherschicht
9.4.3 Wandgrenzschicht
9.5 Suspendierte Sedimente
9.5.1 Diffusion und Sinken
9.5.2 Erosion
9.5.3 Deposition
10. Auswertung
10.1 Methoden und Kriterien
10.2 Schlussfolgerungen
10.3 Ausblick
11. Zusammenfassung
12. Anhang
12.1 Konzentrationsmaße
12.2 Sohlschubspannung und Reibungsbeiwerte
13. Literaturverzeichnis
Literatur
14. Bildteil
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1. Einleitung
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Vorwort
Jens WYRWA * 2003-11-05