IWB/Forschung/Modellierung

Numerische Untersuchungen

Als Ergänzung zu den physikalischen Modellversuchen und auch als eigenständige Forschungstätigkeiten werden am Institut eine Vielzahl von numerischen Berechnungen durchgeführt. Dabei kommen 1D, 2D und auch 3D Programme zum Einsatz. Es werden hier beispielhaft einige Anwendungegebiete dargestellt, die am Institut behandelt werden.

Oberflächenhydraulik

Rohrhydraulik

Die verlässliche Bereitstellung elektrischer Energie ausgeglichen zwischen Erzeugung und Verbrauch ist die große Herausforderung am liberalisierten Strommarkt in Europa. Da sowohl Erzeugung als auch Verbrauch kurzfristig starken Schwankungen unterworfen sein kann, bedarf es leistungsstarker Systemkomponenten, die den Ausgleich ermöglichen. Dafür sind seit langer Zeit Pumpspeicherkraftwerke im Einsatz, mit deren Hilfe sehr rasch eine hohe Leistung bereitgestellt und bei Leistungsüberschuss im Netz auch wieder zum Pumpen verwendet werden kann. Neben den aufwändigen elektrischen und maschinenbaulichen Anlageteilen, den Bauwerken für die Speicherung des Wassers ist die hydraulisch effiziente Auslegung des Triebwasserweges bei diesen Anlagen wesentlich. Diese Auslegung hat auch zukünftige Betriebsführungen zu berücksichtigen, da wasserbauliche Gesamtkonzeptionen sehr langlebig sind.

Für den Errichter einer Anlage gilt es dabei möglichst zuverlässig die hydraulischen Verluste den Investitionskosten und den Erlösen gegenüber stellen zu können. Auf der anderen Seite übernehmen Lieferanten von Anlageteilen die Gewährleistung für deren Funktion. Dies erfordert eingehende Kenntnis der Komponenten durch detaillierte Untersuchungen, die neben der Erfahrung mit ausgeführten Anlagen, physikalische Modellversuche und numerische Methode berücksichtigen. Damit wird das hydraulische Verhalten des auszuführenden Prototypen zuverlässig beurteilbar, wofür verschiedene Referenzuntersuchen publiziert sind.

Fluid Struktur Interaktion

Hochwasseruntersuchungen ©; IWB - TU Graz
Wasserschlossberechnungen ©; IWB - TU Graz
Entleerungsverhalten ©; IWB - TU Graz
Strömungsuntersuchungen / Verlustbeiwerte ©; IWB - TU Graz