Erkenntnisse zur Kolkbildung an Tripod OWEA-Tragstrukturen aus
Erkenntnisse zur Kolkbildung an Tripod OWEA-Tragstrukturen aus
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<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong><br />
<strong>aus</strong> dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
Dipl.-Ing. Arne Stahlm<strong>an</strong>n,<br />
Prof. Dr.-Ing habil. Torsten Schlurm<strong>an</strong>n<br />
Fr<strong>an</strong>zius-Institut für Wasserbau und Küsteningenieurwesen<br />
Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie,<br />
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität H<strong>an</strong>nover<br />
www.fr<strong>an</strong>zius-institut.de, stahlm<strong>an</strong>n@fi.uni-h<strong>an</strong>nover.de
<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong> <strong>aus</strong><br />
dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
Kolkphänomene <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong>-Gründungen, Forschungsrahmen<br />
Errichtung von Offshore-Windenergie<strong>an</strong>lagen in<br />
der Nord- und Ostsee<br />
Testfeld alpha ventus, seit 04/2010<br />
GIGAWIND alpha ventus: Methoden <strong>zur</strong><br />
Designoptimierung von <strong>Tragstrukturen</strong><br />
Physikalische Modellversuche:<br />
1:40 (WKS) und<br />
1:12 (GWK) <strong>zur</strong> Kalibrierung<br />
Numerisches Modell: OpenFOAM<br />
Kolkmonitoring im Testfeld (Naturmessdaten) <strong>zur</strong><br />
Validierung (BSH)<br />
8. FZK-Kolloquium, 10.03.2011 | A. Stahlm<strong>an</strong>n, T. Schlurm<strong>an</strong>n<br />
Quelle: Offshore-Stiftung/Multibrid, 2009<br />
Folie 2
<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong> <strong>aus</strong><br />
dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
Physikalische Modellversuche im GWK, M 1:12<br />
Flügelsonden<br />
UW-Kameras<br />
3 ABS-Sonden<br />
/ Echolote<br />
Punkt-Echolot<br />
8. FZK-Kolloquium, 10.03.2011 | A. Stahlm<strong>an</strong>n, T. Schlurm<strong>an</strong>n<br />
3 ABS-Sonden<br />
/ Echolote<br />
17 Druckmessdosen<br />
Fächer-Echolot<br />
Feins<strong>an</strong>d, d 50=0,15mm<br />
Wellenr<strong>an</strong>dbed.: (RW und<br />
JONSWAP Spektren):<br />
d=2,50m,<br />
H m/H s=50-76cm,<br />
T m/T p=2,8-5,5s,<br />
2500–4000 Wellenzüge<br />
Kolkmessungen:<br />
Fächerecholot<br />
Punktecholote<br />
Videoaufnahmen<br />
Strömungen:<br />
ADV-Sonden, Propeller<br />
Porenwasserdruck<br />
Folie 3
<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong> <strong>aus</strong><br />
dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
a) 0°, 3000 a)<br />
S/D<br />
1P: 1,13<br />
3P: 0,82<br />
MC: 1,11<br />
RW: d=2.5m, H m=0.76m, T m=5.48s<br />
b) 0°, 3000 c)<br />
60°, 3000<br />
S/D<br />
1P: 0,93<br />
3P: 0,88<br />
MC: 1,08<br />
1P<br />
1P<br />
MC<br />
MC<br />
2P≈1P<br />
2P≈1P<br />
JONSWAP: d=2.5m, H S=0.72m, T p=5.52s<br />
8. FZK-Kolloquium, 10.03.2011 | A. Stahlm<strong>an</strong>n, T. Schlurm<strong>an</strong>n<br />
3P<br />
3P<br />
2P≈1P<br />
3P<br />
RW: d=2.5m, Hm=0.76m, Tm=5.48s S/D<br />
1P: 0,66<br />
3P: 1,10<br />
MC: 1,16<br />
3P<br />
1P<br />
MC<br />
MC<br />
JONSWAP: d=2.5m, H S=0.72m, T p=5.52s<br />
0°, 3000<br />
1P<br />
2P≈1P<br />
Folie 4
<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong> <strong>aus</strong><br />
dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
Physikalisches Modell (1:12) vs. Prototyp (1:1)<br />
b)<br />
W<br />
3P<br />
MC<br />
2P<br />
1P<br />
JONSWAP Spektrum: d=2,5m, H S=0,72m, T p=5,52s<br />
Reale Kolktiefen lokal unterschätzt:<br />
Skalierungseffekte<br />
(insb. des Modellsediments)<br />
Unidirektionale Wellenbelastung<br />
keine Tideströmung<br />
0°, 3000<br />
8. FZK-Kolloquium, 10.03.2011 | A. Stahlm<strong>an</strong>n, T. Schlurm<strong>an</strong>n<br />
W-WSW<br />
Multi beam survey April 2010, 1x1m, unkorrigierte Werte<br />
Quelle: Lambers-Huesm<strong>an</strong>n & Zeiler, BSH 2010<br />
Ø Piles<br />
[m]<br />
S/D<br />
1P<br />
S/D<br />
2P<br />
S/D 3P S/D<br />
MC<br />
1:12 0,19 0,93 - 0,88 1,08<br />
1:1 2,3 1,42 1,42 1,08 2,50<br />
Folie 5
<strong>Erkenntnisse</strong> <strong>zur</strong> <strong>Kolkbildung</strong> <strong>an</strong> <strong>Tripod</strong> <strong>OWEA</strong>-<strong>Tragstrukturen</strong> <strong>aus</strong><br />
dem großskaligen physikalischen Modell und der Natur<br />
Vielen D<strong>an</strong>k für die Aufmerksamkeit!<br />
8. FZK-Kolloquium, 10.03.2011 | A. Stahlm<strong>an</strong>n, T. Schlurm<strong>an</strong>n<br />
Strömungsgeschwindigkeiten<br />
Wellen + Tideströmung<br />
OpenFOAM, Maßstab 1:40<br />
Folie 8
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