Refine
Document Type
- Doctoral thesis (3)
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- no (3)
Language
- German (3)
Keywords
- Mathematisches Modell (3) (remove)
Institute
Das Düsenstrahlverfahren wird vielfältig im Spezialtiefbau zur Baugrundverbesserung, als Verbau- und Gründungselemente sowie zur Abdichtung gegen Grundwasser eingesetzt. Das Düsenstrahlverfahren hat wegen seiner universellen Einsetzbarkeit in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Wesentliches Ziel bei der Weiterentwicklung des Verfahrens ist die Vergrößerung der Durchmesser Der Düsenstrahlelemente. Eine Möglichkeit ist dabei die Zugabe von Druckluft als so genannte Luftummantelung des Düsenstrahls. Die verfahrenstechnischen Parameter basieren in aktuellen Anwendungen meist auf Erfahrungswerten. Die Luftummantelung wird daher häufig nicht im optimalen Betriebspunkt eingesetzt. Weiterhin sind bisher nur Dreikolbenpumpen in der Lage, die Anforderungen an einen stetigen Massenstrom zu erfüllen. Diese Arbeit stellt ein mathematisches Modell der Luftummantelung vor, mit dem der optimalen Betriebspunkt bestimmt werden kann. Neue Erkenntnisse über die Wirkungsweise der Luftummantelung auf den Düsenstrahl werden durch Staudruckmessungen und Messungen der Schneidkraft gewonnen. Ein weiterer Beitrag zur flexiblen Einsetzbarkeit des Düsenstrahlverfahrens wird durch Verstetigung des Massenstroms einer Zweikolbenpumpe mit Hilfe eines Windkessels erreicht. Dies erlaubt kleinere und kostengünstigere Baustelleneinrichtungen. Sowohl die Wirkung der Luftummantelung als auch die Optimierung der Zweikolbenpumpen werden durch Messungen auf einem speziell konzipierten Prüfstand nachgewiesen.
Die Arbeit dokumentiert die Entwicklung von Algorithmen, mit denen auf mesoskaliger Ebene die Auswirkungen des Wassermanagements in grundwasserregulierten Niederungen auf deren Wasserrückhalt abgeschätzt werden können, ebenso wie damit verbundene Änderungen der Nährstoffeinträge in Fließgewässer. Dies geschieht auf der Grundlage breitenverfügbarer Gebietsinformationen, die in dem Geographischen Informationssystem ARC/INFO verarbeitet werden. Den zeitlichen Bezug bilden langjährige Monatsmittel. Die Algorithmen wurden auf das ca. 1900 km² große Einzugsgebiet des Rhin im Nordwesten des Landes Brandenburg angewendet. Dazu wurde eine Grundvariante entwickelt, für die sich die Grundwasserhaltung aus der Landnutzungsverteilung der 1990er Jahre ableitet. Weitere fünf Szenarien folgen möglichen zukünftigen Zielstellungen der Land- und der Wasserwirtschaft. Der auch auf andere Gebiete des nordostdeutschen Tieflands übertragbare Modellansatz reagierte auf sämtliche Eingabeparameter plausibel. Ein Szenarienvergleich ergab eine Minderung des Gebietsabflusses um 45% zur Grundvariante, was einer Minderung von Stoffeinträgen in die Gewässer von bis zu 177 t N/a und 11 t P/a entspricht.
Die derzeit verfügbaren Modelle zur Simulation von transienten Vorgängen in Asynchronlinearmaschinen sind entweder zu ungenau, zu angepasst oder zu langsam. Weder die Analyse des Antriebes mit der Finite-Elemente-Methode noch die Anwendung von herkömmlichen Zweiachsmodellen spiegeln die Vorgänge in der Maschine ausreichend wider. Die Entwicklung eines mathematischen Modells, welches die genannten Nachteile nicht aufweist, ist Gegenstand dieser Arbeit. Ausgehend von einem dreiphasigen Modell werden die Differentialgleichungen und die Bewegungsgleichung des Antriebes aufgestellt und am Beispiel eines Wirbelströmläufers Hinweise zur Parametrierung des Modells gegeben. Es erfolgt ein Vergleich zwischen Rechnung, FEMAnalyse und Messung am Beispiel eines konkreten Motors.