Forschungsbericht 2009



Berechnung zur aerodynamischen Flatterkontrolle von Brücken

Institut: Baustatik und Stahlbau
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Uwe Starossek
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Uwe Starossek
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Hasan Aslan
Projektnummer: E.3-08.102
Laufzeit: 01.01.2005 - 31.12.2010
Finanzierung: DFG


 

Das aeroelastische Verhalten von Brücken wird bei immer größer und schlanker werdenden Brückenkonstruktionen zunehmend massgebend für den Entwurf und die Bemessung der Brücke. Gerade in der Vorentwurfsphase, in der eine Vielzahl von Alternativen für den Brückenquerschnitt und die Brückenform betrachtet wird, ist eine hinreichend genaue Erfassung des aeroelastischen Verhaltens von großer Wichtigkeit, um den effektivsten Entwurf vorantreiben zu können. Die experimentelle Erfassung der aeroelastischen Kennwerte in einem Windkanal, sei es an einem Teil- oder Vollmodell, entspricht aufgrund ihrer Zuverlässigkeit der zurzeit gängigen Praxis. Da diese Methode mit erheblichen Kosten verbunden ist, wird sie jedoch erst dann eingesetzt, wenn Entwurfsänderungen nicht mehr erwartet werden. Sie eignet sich daher wenig für die Vorentwurfsphase. Durch programm- und hardwaretechnische Fortschritte in der jüngsten Zeit, erfreut sich die Numerische Strömungsmechanik (engl.: Computational Fluid Dynamics - CFD) einer immer größer werdenden Beliebtheit. Forschungsprojekte (z.B. Thiesemann) und Einsätze in der Praxis haben gezeigt, dass zuverlässige Ergebnisse für eine Vielzahl von Brückenquerschnitten kostengünstig erzielt werden können. Jedoch besteht noch Forschungsbedarf bezüglich der numerischen Berechnung von Brücken mit aerodynamischer Flatterkontrolle. Diese neue Form der Schwingungskontrolle, bei der das Schwingungsverhalten durch gezieltes Einleiten von Kräften über aktive oder auch passive Vorrichtungen günstig beeinflusst wird, wird in den laufenden Arbeiten von Kirch und Scheller an der TUHH erforscht. Auf diesen Arbeiten basierend sollen im vorliegenden Forschungsprojekt CFD-Berechnungen angestellt und auf ihre Zuverlässigkeit hin überprüft werden. Vorhandene Ansätze sollen weiterentwickelt und gegebenenfalls neue Ansätze gefunden und verifiziert werden. Ein besonderes Augenmerk soll dabei insbesondere auf die Schwierigkeiten in der Diskretisierung, Steuerung und der Wechselwirkung zwischen Strömung und Bauwerk gelegt werden. Schließlich sollen die aktiven und passiven Vorrichtungen zur Flatterkontrolle auf ihre Funktionsweise hin überprüft und gegebenenfalls optimiert werden, um so die Grundlagen für einen baupraktischen Einsatz zu schaffen.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 

Publikationen
  • 3-08.051.V

     Starossek, U.; Aslan, H. (2007). ¿A novel aero-elastic damper for long-span bridges.¿ Proceedings, Twelfth International Conference on Wind Engineering, Cairns, Australia, July 1-6, 2007.