Turbulente Strukturen als Erfolgskriterium von Fischaufstiegsanlagen

Auf dem Gebiet des Fischschutzes im Umfeld von Wasserkraftanlagen wurden in den letzten Jahrzehnten umfangreiche Forschungsvorhaben durchgeführt, die unter anderem Bemessungsregeln für Fischaufstiegsanlagen ermöglichten. In den erarbeiteten Regelwerken wurde zur Dimensionierung von derartigen Anlagen auf die physiologischen Parameter von Fischen, wie deren Abmessungen und Schwimmeigenschaften, zurückgegriffen. Des Weiteren stellt die Energiedissipationsrate einen limitierenden Faktor dar unter der Annahme, dass die Energiedissipationsraten in Fischaufstiegsanlagen nicht über den im natürlichen Lebensraum der Fische vorzufindenden Verhältnissen liegen sollten.

Zur Diskussion von Strömungen können heute auf Grundlage von Ergebnissen aus Strömungssimulationen weitere Strömungsparamter als die oben genannten diskutiert werden. So stellte Wang die These auf, dass neben der maximalen zeitgemittelten Strömungsgeschwindigkeit auch Schwankungsgrößen, wie die turbulente kinetische Energie, diskutiert werden sollten. Derartige Schwankungsgrößen scheinen umso relevanter, je öfter sie auftreten und je ausgeprägter die räumliche Verteilung in der Strömung ist. Ein weiteres Beispiel turbulenter Schwankungsgrößten sind sogenannte kohärente Strukturen. Nach Wilczak sind kohärente Strukturen deutlich ausgeprägte, großskalige Fluktuationsmuster. Sie treten mit kleinskaligen Fluktuationen in Wechselwirkung, können aber trotzdem über einen längeren Zeitraum ihre charakteristische Form beibehalten. Eine kohärente Struktur kann demnach als eine Struktur in einer turbulenten Strömung angesehen werden, die über einen längeren Zeitraum besteht und häufig wiederkehrt.

 

 

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