| AutorIn | | Name: | DIPL.-ING. Annika Mayer | Beurteilende(r)| Name: | Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Johannes Hübl | | Herkunftsbetrieb: | | | Arbeit | | Typ der Arbeit: | Masterarbeit | | Sprache der Arbeit: | Deutsch | | Titel der Arbeit in Originalsprache: | Modellierung der Windströmung im Lawinenstützverbau mittels der finiten Elemente Software "Femlab" | | Titel der Arbeit in deutsch: | Modellierung der Windströmung im Lawinenstützverbau mittels der finiten Elemente Software "Femlab" | | Titel der Arbeit in englisch: | Modelling of the wind flow around avalanche protection structures using the finite elements software „Femlab “ | | Publikationsmonat: | 10.2008 | | Seitenanzahl: | 187 | | Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur | | AC-Nummer: | AC07064687 | | Abstract | | Abstract in Deutsch: | Schneeverfrachtung durch Wind hat einen wichtigen Einfluss auf die Lawinengefahr im Alpinen Gelände. Nach einem Überblick über die verschiedenen Modellierungstechniken der Windströmung der letzten Jahrzehnte, wurde im zweiten Teil der Arbeit die Windströmung genauer betrachtet, da sie als Eingangswert für die Schneeverfrachtungsmodellierung steht. Die Modellierung der Windströmung im Lawinenstützverbau mittels der finiten Elmente Software „Femlab“ (Comsol Multiphysics) wurde selbst anhand einiger Simulationen dargestellt. Die finite Elemente Methode ist ein numerisches Berechnungsverfahren zur näherungsweisen Lösung, elliptischer, partieller Differentialrechnungen mit Randbedingungen. Femlab ist ein Softwarepaket, welches komplizierte physikalische Vorgänge, die durch Differenzialrechnungen beschrieben werden können, simuliert. Es wurde ein Strömungsmodell erarbeitet, für das Randbedingungen festgelegt und überprüft werden mussten. Randbedingungen sind konkrete Angaben zum Errechnen der Lösung einer Differentialrechnung. Ziel der Arbeit war es, die Veränderungen der Simulationsresultate durch die Änderung der (1) verschiedenen Grenzbedingungen, (2) verschiedenen Löser, (3) verschiedenen Geschwindigkeiten, (4) verschiedenen Geometrien und (5) der verschiedenen Windrichtungen zu festzustellen. Je stärker der Wind aufgrund der größeren Angriffsfläche des Zauns wird, desto größer ist der Bereich im Lee, wo die Windgeschwindigkeit geringer ist. Je geringer die Angriffsfläche desto weniger Einfluss hat die Verbauung auf das Windfeld. Die üblichen geringeren Windgeschwindigkeiten treten über dem Boden auf, als Folge des logarithmischen Windprofils. Im Zuge dieser Arbeit wurde die Software Comsol Multiphysics getestet. | | Abstract in Englisch: | Snow drifting by wind has an important influence on the avalanche danger in alpine areas. The first part of the work shows an overview of the different modelling techniques of the last decades. Wind flow is the initial value for snow drift modelling. The second aim of this work was to simulate the wind flow around avalanche protection measures using the finite element software “Femlab” (Comsol Multiphysics). The finite element method is a numerical analysis to solve approximately elliptic, partial differential calculations with boundary conditions.The software “Femlab” allows exactly the simulation of difficult, physical procedures, which can be described with differential calculations. In the course of this work, it will be designed a flow model with this special software. For the originated model, there must be defined some boundary conditions, which should be proofed afterwards. Boundary conditions are precise descriptions for generating the solution of differential calculation. The aim of the work was, to discover the changes of the simulation outcomes by the modification of the (1) different boundary conditions, (2) different solvers, (3) different velocities, (4) different geometries and (5) different wind directions. The stronger the wind due to the larger contact surface of the fence becomes (max. 8 bars), the more largely is the range in the Lee, where the wind velocity is smaller. The smaller the sontact surface of the fence (min. 1 bar) the less influence has the drifting on the wind field. The usual smaller wind velocities arise over the ground, as a consequence of the logarithmic wind profile.In the course of this work the software Comsol Multiphysics was tested. | | Schlagworte | | Schlagwörter Deutsch: | Schneeverfrachtung, Windströmung, Finite Elemente Methode, Randbedingungen, Comsol Multiphysics | | Schlagwörter Englisch: | Snow drift, wind flow, finite element method, boundary conditions, Comsol Multiphysics | | Sonstiges | | Signatur: | D-13643 | | Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H87100 Institut für Alpine Naturgefahren (IAN) | |
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