Impulswellen: Effekte der Rutschdichte und der Wassertiefe

Inhaltsverzeichnis

• EINFÜHRUNG
• Problemstellung
• Literaturübersicht
• Modelltypen
• Deduktive Modelle
• Grundlegende Wellentheorien
• Angewandte Wellentheorien
• Induktive Modelle
• Motivation
• Inhaltsübersicht
• VERSUCHSANLAGE
• Einleitung
• Physikalisches Modell
• Dimensionsanalyse
• Modellähnlichkeit nach Froude
• Viskosität
• Oberflächenspannung
• Kompressibilität
• Wellenkanal
• Modellgranulat
• Messgeräte und Methoden
• Allgemeines
• Pneumatischer Rutschgenerator
• Kapazitive Wellenpegel (CWG)
• Laserdistanzsensoren (LDS)
• Funktionsprinzip
• Messung der Rutschmächtigkeit
• Messung der Rutschgeschwindigkeit
• Particle Image Velocimetry
• Allgemeines
• Laserlichtschnitt
• Tracerpartikel
• EXPERIMENTELLE RESULTATE
• Einleitung
• Maximale Amplitude
• Ausgewählter Datensatz
• Übersicht
• Geschwindigkeitseffekt
• Effekt der Rutschmächtigkeit
• Einfluss der Rutschmasse
• Relative Grössen
• Einleitung
• Eintauch-Froudezahl
• Relative Rutschmächtigkeit
• Relative Rutschdichte
• Verdrängungszahl
• Mehrfachkorrelation
• Vollständiger VAW-Datensatz
• Einleitung
• Relative Maximalamplitude
• Amplitudenverlauf
• Bedeutung
• Normierte Relativ-Amplitude
• Anpassung der Amplitudenverhältnisse
• Skalierung der Propagationsdistanz
• Distanzabhängige Amplitudenkorrelation
• Charakteristische Relativamplitude
• Produktparameter
• Grenzwertbestimmung
• DISKUSSION DER RESULTATE
• Einleitung
• Anwendung der Resultate
• Wellengenerationszone
• Wellengenerationstypen
• Überblick
• Auswärts kollabierender Einschlagskrater
• Rückwärts kollabierender Einschlagskrater
• Kompakte Zweiphasenströmung
• Dichteeffekt
• Allgemeines
• Sinkende Rutschkörper
• Auftriebsbehaftete Rutschkörper
• Wellentypen
• Klassifikation
• Schwallwelle
• Übergangswelle
• Oszillatorische Welle
• Solitärwelle
• Theoretische Betrachtung
• Impulssatz
• Anwendbarkeit
• Impulsübertragung
• Wellengeschwindigkeit
• Dichte-Froudezahl
• Mächtigkeits-Froudezahl
• Einschränkungen
• Vergleich mit Prototyp
• Vierwaldstättersee
• Lituya Bay
• Vaiont
• Modellvergleiche
• Allgemeine Betrachtungen
• Keilförmige Rutschkörper
• Quaderförmige Rutschkörper
• Allgemeines
• Wellengenerierung
• Relative Amplitudendifferenzen
• Wellenprofile
• SCHLUSSFOLGERUNGEN
• Zusammenfassung der Resultate
• Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Abhandlung befasst sich mit der Erforschung von Impulswellen, die durch eintauchende Rutschmassen in stehenden Wasserkörpern entstehen. Ziel ist es, die Auswirkungen der Rutschdichte, -geschwindigkeit, -mächtigkeit und -volumen sowie der Wassertiefe auf die Generierung und Propagation von Impulswellen zu untersuchen. Der Fokus liegt auf der experimentellen Untersuchung im physikalischen Modell, um empirische Beziehungen für die Relativamplitude und die Amplitudenabnahme mit der Propagationsdistanz herzuleiten.

• Wellengenerierung durch eintauchende Rutschmassen
• Einfluss der Rutschparameter auf die Wellenamplitude
• Charakterisierung von verschiedenen Wellentypen und -generationstypen
• Empirische Modellierung der Wellenausbreitung und -dämpfung
• Vergleich mit Prototypen und anderen Modellversuchen

Zusammenfassung der Kapitel

Die Dissertation beginnt mit einer Einleitung, die die Problematik von Impulswellen und ihre Bedeutung für die Risikoberechnung in verschiedenen geographischen Gebieten erläutert. Kapitel 2 beschreibt die Versuchsanlage, das verwendete physikalische Modell, die Messgeräte und -methoden sowie die grundlegenden physikalischen Parameter. Kapitel 3 analysiert die experimentellen Resultate, die mit dem physikalischen Modell gewonnen wurden, und stellt die gewonnenen empirischen Beziehungen zwischen verschiedenen relativen Rutschparametern und der relativen Maximalamplitude der generierten Impulswelle vor. Kapitel 4 diskutiert die Resultate der Analyse anhand von theoretischen Modellen, vergleicht die Resultate mit Feldmessungen an Prototypen und fasst die wichtigsten Erkenntnisse aus früheren Modellversuchen zusammen. Schliesslich präsentiert Kapitel 5 die wichtigsten Schlussfolgerungen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.

Schlüsselwörter

Impulswellen, Rutschungen, Wellengenerierung, Wellenausbreitung, Wellendämpfung, Eintauch-Froudezahl, relative Rutschmächtigkeit, relative Rutschdichte, Verdrängungszahl, Wellengenerationstypen, Wellentypen, Brechungs-Kriterium, charakteristische Relativamplitude, physikalisches Modell, Particle Image Velocimetry (PIV), dimensionslose Grössen.