Untersuchung der hydrodynamischen kraefte auf baukoerper im tiefwasserbereich des meeres

ISBN 3-921694-39-6; Hrsg. 1977 vom Eigenverlag des Instituts fuer Wasserbau der Universitaet Stuttgart

Bestellnummer: 6439

Buch 6439


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Kurzzusammenfassung:

Die Nutzung der mineralischen Rohstoffe des Meeres, des Meeresbodens und seines Untergrundes ist zu einem wesentlichen Bestandteil der Rohstoffversorgung geworden. Fuer die notwendigen Bauwerke in grossen Wassertiefen (Bohrinseln, Speicherbehaelter, Schiffsanlegestellen, Rohrleitungen) ist ein eigenstaendiger Arbeitsbereich des Bauingenieurs entstanden, die sog. Offshore-Technik.

Die Erfassung der aus dem Seegang resultierenden hydrostatischen und hydrodynamischen Kraefte stellt eine besondere Aufgabe dar. Die Bedeutung der Seegangskraefte ist aus der Tatsache ersichtlich, dass die resultierende Wellenbelastung annaehernd mit dem Quadrat der Wellenhoehe anwaechst.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Ermittlung von Kraeften aus Stroemungsdruck und Beschleunigung, die aus der instationaeren Stroemung der Wellenausbreitung folgen. Dabei werden Baukoerper behandelt, die die Wasseroberflaeche durchstossen oder vollstaendig bei unterschiedlichen Wassertiefen eintauchen.

Die bedeutsamen Ergebnisse sind weitgehend in Diagrammen niedergelegt worden. Mit ihnen erhaelt erstmalig der in der Offshore-Technik taetige Ingenieur zuverlaessige und physikalisch begruendete Grundlagen zur Bemessung von Baukoerpern im Tiefwasserbereich.

 

Auszug aus dem Inhaltsverzeichnis:


1. Einleitung, Aufgabenstellung und Voraussetzungen

2. Seegang

3. Berechnung der Welle

3.1 Annahmen

3.2 Wellentheorien
3.2.1 Grenzen und Anwendungsbereiche der Wellentheorien
3.2.2 Wellentheorie 5. Ordnung
3.2.3 Geeignete Wellentheorien fuer den Tiefwasserbereich
3.2.4 Folgerungen

4. Eigenschaften des Meerwassers

4.1 Reibungslose Fluessigkeit
4.2 Viskositaet des Meerwassers
4.3 Dichte des Meerwassers
4.4 Bedeutung der Viskositaet; Tabellen

5. Horizontaler Wellendruck auf Bauwerke mit kleinem Durchmesser

5.1 Stroemungen um Kreiszylinder

5.2 Stroemungswiderstand
5.2.1 Stroemungsdruckwiderstandsbeiwert C[D]
5.2.2 REYNOLDSsche Zahl
5.2.3 Einfluss der Oberflaechenrauhigkeit
5.2.4 Einfluss der freien Wasseroberflaeche

5.3 Stroemungsbeschleunigung
5.3.1 Stroemungsbeschleunigungswiderstandsbeiwert C[M]
5.3.1.1 Zusaetzliche Masse
5.3.1.2 Virtuelle Masse

5.4 MORISON-Gleichung
5.4.1 UEberlagerung
5.4.2 Berechnung der Gesamtdruckkraft
5.4.3 Berechnungsbeispiel eines Kreiszylinders
5.4.4 Sonderfaelle
5.4.5 Schlussbemerkungen

6. Horizontaler Wellendruck auf Bauwerke mit grossem Durchmesser

6.1 Diffraktionstheorie; Anwendung auf Kreiszylinder

7. Horizontaler und vertikaler Wellendruck auf grosse getauchte Baukoerper

7.1 Theorie und Definitionen
7.2 Einfluss der Tauchtiefe
7.3 Einfluss der Koerpergroesse
7.4 Lineares Kraftkoeffizientenverfahren; Idee und Anwendungsbeispiele

8. Einfluss der Bodennaehe

8.1 Allgemeines

8.2 Auftriebsbeiwert C[L]
8.2.1 Auftriebsbeiwert C[L] in Wandnaehe
8.2.2 Modellversuch: Kreiszylinder in Wandnaehe
8.2.2.1 Veranlassung
8.2.2.2 Modellaufbau
8.2.2.3 Theoretische Betrachtungen und Ergebnisse

8.3 Beschleunigungsbeiwert C[M] in Wandnaehe


9. Ebenlage der horizontalen Gesamtkraft P[x]

9.1 Allgemeines
9.2 Objekte mit rechteckiger Querschnittsflaeche
9.3 Objekte mit dreieckiger Querschnittsflaeche
9.4 Objekte mit halbkreisfoermiger Querschnittsflaeche

Zusammenfassung

Literatur

Anhang (Wind- und Seeskala; Wellentheorien ...)


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