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TU Berlin

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Preis der Baukammer Berlin 2015

Mit dem Preis der Baukammer soll die Vielseitigkeit des Bauingenieurwesens anhand von herausragenden und sich durch besondere Kreativität auszeichnenden Abschlussarbeiten an den Berliner Hochschulen und der Technischen Universität auf dem Gebiet des Bauingenieurwesens gezeigt werden. Es werden jährlich für die besten Studienabschlussarbeiten in den beiden Kategorien jeweils drei Preise, die insgesamt mit 3.000,- Euro dotiert sind, ausgelobt. Jeder Preisträger kann außerdem für ein Jahr eine kostenlose Mitgliedschaft in der Baukammer Berlin erhalten. Die Preise werden im Rahmen einer feierlichen Veranstaltung verliehen.

Preisträger/in (3. Platz)

Lupe

Katharina Teuber M.Sc.

Betreuer

Die Masterarbeit mit dem Thema "Development of a scaling approach to account for microtopography in the shallow water equations" wurde am Fachgebiet Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung der TU Berlin verfasst.

Frau Teuber wurde durch Dipl.-Ing. I. Özgen betreut und von Prof. Dr.-Ing. R. Hinkelmann geprüft. Die Arbeit wurde mit der Note 1,0 bewertet. 

Stifter / ausgelobt durch

Der Preis wird durch die Baukammer Berlin gestiftet.

Jury

Die Jury besteht aus einem mehrköpfigen Gremium von Mitgliedern der Baukammer Berlin aus unterschiedlichen Fachgebieten.

Zusammenfassung

Neue technische Entwicklungen im Vermessungswesen wie das Fächerecholot, LIDAR oder Laserscanner sind in der Lage, hochaufgelöste Topographiedaten bereitzustellen. Die Auflösung der Daten liegt hierbei oft im Bereich von Metern bis Millimetern. Die Untersuchungsgebiete bewegen sich jedoch oft in der Skala von Kilometern bis Metern, sodass eine Simulation auf der Skala der Daten aufgrund der Leistungsgrenzen von Computern in vielen Fällen nicht sinnvoll ist. Demzufolge ist es von Interesse, Ansätze zu entwickeln, um die auf Datenskala vorhandenen Informationen über die Topographie konzeptionell in das numerische Modell einzuarbeiten ohne diese explizit zu diskretisieren.

Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines Skalierungsansatzes basierend auf einem neuen Reibungsmodell zur konzeptionellen Berücksichtigung von Mikrotopographie in den Flachwassergleichungen.

Im ersten Teil der Arbeit wurde eine ausführliche Literaturstudie zum Thema durchgeführt. Vergangene Untersuchungen zeigten insbesondere eine starke Beeinflussung der Fließeigenschaften durch die Mikrotopographie unter teilweise überströmten Bedingungen.

Im Weiteren analysierte die Arbeit den Einfluss unterschiedlicher Parameter in einem idealisierten Modelleinzugsgebiet hinsichtlich ihrer Sensitivität. Übereinstimmend mit der analysierten Literatur wurde eine starke Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen Wassertiefe und Höhe der Mikrotopographie identifiziert. Darüber hinaus wurde ein nicht zu vernachlässigender Einfluss der Neigung des Einzugsgebiets festgestellt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde ein Skalierungsansatz entwickelt, der den Einfluss der Mikrotopographie als einen zusätzlichen Reibungsbeiwert in den Flachwassergleichungen beschreibt. Eine Analyse der Fließbedingungen zeigte, dass die integrierte Abflusskurve am Gebietsauslass sehr gut angenähert wird. Der Ansatz zeigte - wie andere Reibungsansätze ebenfalls - Einschränkungen bei der Annäherung lokaler Strömungseffekte.

Zuletzt wurden unterschiedliche Beispiele berechnet, um die Anwendbarkeit zu zeigen. Neben einer Berechnung mit derselben Gittergröße wie der hochaufgelöste Fall mit Mikrotopographie werden auch größere Gittergrößen verwendet, um
die Möglichkeit eines Skalentransfers zu zeigen. Abschließend wurde anhand eines natürlichen Einzugsgebiets die Praxistauglichkeit des Ansatzes gezeigt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Arbeit einen Skalierungsansatz vorstellt, der nach entsprechender Kalibrierung eine sehr gute Annäherung der Abflusskurve eines Regenereignisses in einem beliebigen Modelleinzugsgebiet erlaubt. Weiterhin kann durch die Möglichkeit einer Vergrößerung des Gittes eine deutliche Beschleunigung des Rechenprozesses erreicht werden.

Zusatzinformationen / Extras

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