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Institut für Hydromechanik

Universität Karlsruhe

Tätigkeitsbericht

Oktober 2003 bis September 2004

Adresse: Kaiserstr. 12, D-76128 Karlsruhe

Telefon 49(0)721 / 608-2200, -3845, Telefax: 49(0)721 / 661686

e-mail: ifh@uka.de

homepage: http://www.ifh.uni-karlsruhe.de

VORWORT

Als Sprecher der kollegialen Institutsleitung für das akademische Jahr 2004/05 darf ich Ihnen den Jahresbericht des Instituts für Hydromechanik (IfH) vorlegen, der über die sehr vielfältigen Aktivitäten im akademischen Jahr 2003/04 im einzelnen Auskunft gibt. Mein Kollege, Prof. Gerhard Jirka, verbringt derzeit ein Forschungssemester am INA - Laboratorio de Hidraulica Aplicada in Argentinien.

Erfreulicherweise war zum Wintersemester 2003/04 wieder eine Zunahme der Studierendenzahlen im Studiengang Bauingenieurwesen festzustellen. Dazu mögen einerseits die Informationsveranstaltungen für Schüler und Studierende, die von Universität und Fakultät organisiert wurden, aber auch die positiven Ergebnisse verschiedener deutschlandweiter Universität-Rankings beigetragen haben.

Insbesondere zur Qualitätssicherung der Lehre im Studiengang Bauingenieurwesen wurde im Herbst 2003 eine Evaluierung zwischen den Universitäten Karlsruhe, Zürich und Kaiserslautern unter Leitung der ETH Zürich abgeschlossen. Die Evaluierungskommission jeder Universität, bestehend aus zwei Professoren sowie je einem Vertreter der wissenschaftlichen MitarbeiterInnen und der Studierenden, dokumentierte auf der Basis zahlreicher vor-Ort-Befragungen und statistischer Zusammenstellungen die Stärken des Studiengangs jeder Universität und die Verbesserungsmöglichkeiten. Für Karlsruhe war Frau Dr. Cornelia Lang als Vertreterin des wissenschaftlichen Dienstes in der Kommission aktiv tätig.

Zur Qualifizierung der Lehre speziell am IfH wurde im Kurs Gerinnehydraulik, der im Grundfachstudium für alle Studierenden gehalten wird, ein neu bearbeitetes Skriptum „Gerinnehydraulik“ (Verfasser:

G.H. Jirka, C. Lang) aufgelegt. Es kann auch als virtuelle Version unter http://www.ihf.uni-karlsruhe.de/lehre/skripten.htm eingesehen und ausgedruckt werden.

Einige besondere Geburtstage und Jubiläen fielen in dieses akademische Jahr. Kollege Prof. Bodo Ruck vollendete im Oktober 2003 ein halbes Lebensjahrhundert. Mein 40-jähriges Dienstjubiläum folgte Mitte Juli 2004. Davon habe ich immerhin mehr als 31 Jahre am IfH gearbeitet. Im August 2004 feierte unser Emeritus Prof. Dr.-Ing. Eduard Naudascher seinen 75. Geburtstag. Mit voller Tatkraft arbeitet er derzeit an der Neuerscheinung der Monographie „Flow Induced Vibrations“. Im September 2004 folgte dann Kollege Prof. Gerhard Jirka, dem wir zum 60. Geburtstag gratulieren konnten. In Argentinien ist er gerade zum korrespondierenden Mitglied der Akademie der Wissenschaften Argentiniens (Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales) gewählt worden.

Zwei gut besuchte Tagungsveranstaltungen im September 2004, nämlich die Fachtagung der Deutschen Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V. „Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik“ mit 150 Teilnehmern und der Hochschulkurs „Numerische Berechnung turbulenter Strömungen in Forschung und Praxis” mit 66 Teilnehmern, spiegeln ein intensives Interesse an den Weiterbildungsangeboten unseres Instituts wieder.

Alle MitarbeiterInnen des Instituts haben bei den Lehr- und Forschungsaufgaben sowie bei den alltäglichen dienstlichen Belangen mit viel Einsatzfreude und Kreativität mitgewirkt. Ihnen allen sei sehr herzlich dafür gedankt.

Bei unseren Forschungsförderern und Auftraggebern aus Industrie und öffentlicher Hand bedanken wir uns für das Vertrauen in unsere Leistungen.

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INHALTSVERZEICHNIS

VORWORT

1 Organisation und Personal

1.1 Gliederung des Institutes

1.2 Entpflichtete Professoren

1.3 Lehrbeauftragte

1.4 Mitarbeiter des Institutes

1.5 Gastwissenschaftler und Stipendiaten

1.6 Studentische Hilfskräfte

1.7 Auszeichnungen

2 Lehre und Studium

2.1 Lehrveranstaltungen

2.2 Prüfungen

2.3 Diplomarbeiten/Studienarbeiten/Praktika

2.4 Mitwirkung an Promotionen bzw. Habilitationen

2.5 Studentische Veranstaltungen und Exkursionen

3 Forschung

3.1 Grundlagenforschung

3.2 Drittmittelaufträge

3.3 Eigenmittelforschung und Stipendien

3.4 Institutsberichte

3.5 Weitere Veröffentlichungen

3.6 Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften und Konferenzabhandlungen... 21 4 Kontakte, Kooperationen und Veranstaltungen

4.1 Mitwirkung in Universitätsgremien

4.2 Mitgliedschaft und Aktivitäten in nationalen und internationalen Organisationen. 30 4.3 Forschungskooperationen

4.4 Ausbildungskooperationen

4.5 Teilnahme an Tagungen und Kongressen

4.6 Besucher am Institut

4.7 Besuche bei anderen Organisationen

4.8 Wissenschaftliche Veranstaltungen des Institutes

Aus unseren Lehr- und Forschungstätigkeiten

Stadt Mainz, Auslassbauwerk in den Rhein – Hydraulische Berechnungen

HydroWeb: Web-based Collaborative Engineering in HydroScience





Dreidimensionale und tiefengemittelte LES von Flachwasserströmungen

1 Organisation und Personal

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1.3 Lehrbeauftragte Dr.-Ing. Thomas Wenka, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe Dr.-Ing. Paul-Michael Schröder, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe Dr.-Ing. Jochen Fröhlich, Institut für Chemische Technik, Universität Karlsruhe

1.4 Mitarbeiter des Institutes

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1.6 Studentische Hilfskräfte

Lehrstuhl / Abteilung Technische Hydraulik:

S. Balachandran, M. Dinier, D. Harlacher, Chr. Rettmer, R. von Rhein, J. Wildhagen

Abteilung Turbulente Strömungen:

S. Han, H. Lefebvre, Ch. Lolik, M. Vannini

Abteilung Grundwasser:

B. Butz, D. Cahyadi, S. Huckele, K. Läkermäker, P. Prakhya, S. Simeonova, S. Vangelov, Ch. Zindler

Abteilung Misch- und Transportvorgänge:

F. Deisler, R. Erler, H. Gärtner, N. Hewer, N. Ringel, K. Es-Saidy, J. Sinn, M. Sojachenski, N. Stache

Laboratorium für Gebäude- und Umweltaerodynamik:

A. Hofacker, J. Yang

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2 Lehre und Studium

2.1 Lehrveranstaltungen Im Fachbereich Bauingenieurwesen der Fakultät BAU - GEO - UMWELT bietet das IfH Lehrveranstaltungen für alle Studienabschnitte an. Das Studium gliedert sich in das Grundstudium (1. bis 3. Semester), nach dem das Vordiplom abgeschlossen ist, danach folgt das Grundfachstudium (4.+5. Semester), in dem die fünf Grundlagenbereiche abgedeckt werden, aus denen einer zur weiteren Vertiefung ausgewählt werden muss. Zwei vertiefungsspezifische Studienabschnitte, das Fachstudium (6. Semester) und das Vertiefungsstudium (7.+8. Semester) ermöglichen wahlweise eine stark spezialisierte oder auch stark diversifizierte Weiterbildung.

Die Vertiefungsrichtung II - Wasser und Umwelt - ist hierfür wiederum in fünf Schwerpunkte unterteilt, Wasserbewirtschaftung, Wasserbau, Stoffkreisläufe, Umwelttechnologie und Umweltfluidmechanik, wobei das IfH in letztgenanntem hauptsächlich vertreten ist und sich die anderen Schwerpunkte mit drei anderen Instituten teilt, dem Institut für Wasserwirtschaft und Kulturtechnik (IWK), dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISWW) und dem Institut für Ingenieurbiologie und Biotechnologie des Abwassers (IBA). Das Studium endet mit der Diplomarbeit (9. Semester).

Ein Novum sind spezielle Doktorandenkurse. Seit dem 22. Januar 2004 ist die neue Promotionsordnung der Fakultät BAU - GEO - UMWELT gültig, die unter Anderem als Zulassungsvoraussetzung eine fachlich verbreiternde wissenschaftliche Ausbildung im Gesamtumfang von mindestens 12 Semesterwochenstunden vorschreibt. Einer intensiveren und rechtzeitigen Betreuung der Doktoranden wird durch die frühzeitige Bildung einer Promotionskommission (4 Professoren) Rechnung getragen.

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S = Studienleistung, Z = Zertifikat, WU = Prüfung Wasser und Umwelt, UFM = Prüfung im Schwerpunkt Umweltfluidmechanik, STK = Prüfung im Schwerpunkt Stoffkreisläufe, EF = Ergänzungsfachprüfung, V = Vorlesung, Ü = Übung Siehe auch http://www.ifh.uni-karlsruhe.de Lehre Kurse

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In dem Berichtszeitraum waren die Gesamtstudierendenzahlen im Bauingenieurwesen 775 im WS und 658 im SS. Im WS 2003/2004 gab es 171 Studienanfänger.

2.3 Diplomarbeiten/Studienarbeiten/Praktika Diplomarbeiten Lado, Lolik, cand.-ing: Systematische Untersuchungen zum Einfluss der Gitterweite bei der Large-Eddy Simulation einer turbulenten Kanalströmung Imiela, Manfred, cand.-ing.: Langfristige mehrdimensionale Feststofftransportmodellierung zum morphologischen Gleichgewichtszustand anhand von Modellversuchen und einer Renaturierungsmaßnahme an der Enz (in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe) Wiesner, Franziska, cand.-ing.: Numerische Untersuchung der Strömung um einen Grundwasser-Zirkulations-Brunnen (GZB) bei zeitlich lokal veränderlicher hydraulischer Leitfähigkeit in einer zwei-dimensionalen Versuchsrinne, Grundwasserströmungen Müller, Jan, cand.-ing.: Entwicklung und Implementierung von Optimierungsalgorithmen für die Analyse der hydraulischen Leistungsfähigkeit von mehrdüsigen Einleitungsbauwerken Rupprecht, Rebekka, cand.-ing.: Modelling of the morphological interaction between a river and ist groyne fields (in Zusammenarbeit mit der TU Delft, Niederlande) Röckelein, Stefan, cand.-ing.: Erosion of blockwork coastal structures and rock cliffs (in Zusammenarbeit mit der Queen’s University Belfast) Bergmann, Christian, cand.-ing.: Physical and numerical studies on multiphase plumes (in Zusammenarbeit mit Texas A & M University, USA) Sojachenski Pantoja, Milenka, cand.-ing.: Coupling algorithms for near- and far-field models for prediction of treated sewage effluent discharges into the coastal ocean (in Zusammenarbeit mit Hydraulic Engineering, Universidad Técnica Federtico Santa María, Valparaíso, Chile) Siehe auch http://www.ifh.uni-karlsruhe.de Lehre Diplomarbeiten

Studienarbeiten (Vertiefungsrichtung I, II, IV, V)

Überfallwehr (experimentelle Untersuchung): 2 Studierende Wasserspiegellagenberechnung (numerische Berechnung): 12 Studierende Forschungs-Studienarbeit (Einzelthemen): 10 Studierende Siehe auch http://www.ifh.uni-karlsruhe.de Lehre Studienarbeiten

Praktika

De Linval-Salgues, Henry Lefebvre, Ecole Polytechnique, Frankreich 05.04. – 30.06.04 Onyshchuk, Oksanan, Technische Universität Ivano-Frankivsk, Ukraine 05.07. – 31.08.04 IAESTE-Ferienpraktikum Devic, Dejan, Universität Banjaluka, Bosnien und Herzegowina 02.08. – 24.09.04 IAESTE- Ferienpraktikum Mohsen El Sebai, Rania, Cairo University, Ägypten 01.09. – 29.10.04 IAESTE-Ferienpraktikum

2.4 Mitwirkung an Promotionen bzw. Habilitationen M. Armbruster, „Untersuchung der möglichen Leistungssteigerung von Nachklärbecken mit Hilfe von numerischer Simulation“, Institut für Hydromechanik, Universität Karlsruhe Datum: 16. Januar 2004 Referenten: Prof. Dr. W. Rodi, Prof. Dr.-Ing. P. Krebs, TU Dresden V. Weitbrecht, „Influence of Dead-water Zones on the Dispersive Mass Transport in Rivers”, Institut für Hydromechanik, Universität Karlsruhe Datum: 6. Februar 2004 Referenten: Prof. G.H. Jirka, Ph.D., Prof. Dr.-Ing. B. Westrich, Universität Stuttgart O. Witt, „Erosionsstabilität von Gewässersedimenten und deren Bedeutung für den Stofftransport bei Hochwasser am Beispiel ausgewählter Stauhaltungen des Oberrheins“, Institut für Wasserbau, Universität Stuttgart Datum: 9. Februar 2004 Referenten: Prof. Dr.-Ing. B. Westrich, Prof. G.H. Jirka, Ph.D., Universität Stuttgart

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2.5 Studentische Veranstaltungen und Exkursionen Austellung zur Exkursion Wasser und Umwelt, Juni 2003: „Oberitalien und Kärnten“, Eröffnung 27.10.2003 Workshops „Die Wasser-Affaire: ein gefährliches, zukunftsträchtiges, lebensrettendes Abenteuer“ und „Mit Gummistiefeln durch den Ozean“, Schülerinnentechniktag, 21.11.2003, 40 Teilnehmerinnen Multi-Media-Show zum „Uni-für-Einsteiger“-Tag, 19.5.2004, 50 TeilnehmerInnen Mit 14 Studierenden der Vorlesung „Hydraulik von Rohrsystemen“ wurde am 8.7.2004 eine Exkursion zur Mineralölraffinerie Oberrhein GmbH & Co.KG durchgeführt. Hierher werden in Pipelines über mehrere hundert Kilometer Rohöl aus Triest und Marseille geleitet. Das Tanklager der MiRO ist das größte in Deutschland, und die Verbraucher können jederzeit mit den wichtigsten Mineralölprodukten versorgt werden. Das Zusamenwirken von Rohrnetz, Pumpen bzw. deren Bemessung, Wartung etc. ist hochkomplex, was die MiRO-MitarbeiterInnen Frau Schönemann, Herrn Schmidtobreik und Herr Brender sehr anschaulich darstellten. Eine Raffinerierundfahrt beendete den Nachmittag (siehe auch www.ifh.uni-karlsruhe.de/IfH/events/ MIRO-Exkursion).

Betreuung des WIND-Projekts des Hector-Seminars für hochbegabte Schüler, Juli 2004

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Auslassbauwerk: Die hydraulischen Berechnungen des Auslassbauwerks umfassten:

- einen Vergleich der vorliegenden Situation mit Untersuchungen des Instituts für Hydromechanik, die im Jahr 1994 an einem physikalischen Modell (Maßstab M 1:25) eines weiter Oberstrom gelegenen Auslassbauwerks durchgeführt wurde



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