Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 17: Granulare Materie / Kontaktdynamik
DY 17.7: Vortrag
Montag, 26. März 2001, 17:15–17:30, S 7
Bildung und Ausbreitung von Sandrippeln in Scherströmungen — •C.A. Krülle1, A. Betat1, V. Frette1,2 und I. Rehberg1 — 1Experimentalphysik V, Universität Bayreuth, D–95440 Bayreuth — 2Department of Engineering, Stord/Haugesund College, Bjørnsonsgt. 45, N–5528 Haugesund
Das in natürlichen Flußläufen häufig zu beobachtende Phänomen der Rippelbildung auf der Bettsohle wird in einem Laborexperiment nachgebildet. Dazu wird ein enger ringförmiger Kanal zur Hälfte mit Sand gefüllt und in einem Wasserbassin versenkt. Durch Rotation einer Scheibe wird in der sich unmittelbar über der Sandoberfläche befindlichen Wasserschicht eine konstante Scherströmung erzeugt. Der abgeschlossene Ringkanal bietet den Vorteil strikter Massenerhaltung. Aus einer Kontinuitätsgleichung für den Teilchenstrom an der Sand-Wasser-Grenzschicht läßt sich eine direkte Beziehung zwischen Rippelamplitude, Driftgeschwindigkeit und mittlerer Sedimenttransportrate herleiten und experimentell überprüfen. Nach ca. 20 – 30 Stunden wird ein stationärer Zustand mit konstanter Amplitude erreicht. Aus einfachen geometrischen Überlegungen ergibt sich ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der individuellen Teilchenbewegung und der Propagationsgeschwindigkeit des voll entwickelten Rippelmusters.