Optimierung von Fluidenergiemaschinen unter Berücksichtigung der Fischdurchgängigkeit

Es besteht erhebliches technisches Verbesserungspotential bei dem Einsatz tiefschmächtiger Wasserräder sowie Fischtreppen, insbesondere, wenn eine Konfiguration mit mehreren Komponenten ausgewählt wird, in welcher hydrodynamische Wechselwirkungen auftreten. In diesem Projekt werden Computermodelle entwickelt, mit denen das Optimierungspotential solcher Konfigurationen im Sinne des Energieaustrags unter Berücksichtigung der Fischdurchgängigkeit voll ausgeschöpft wird. Da das zugrunde liegende physikalische Problem sehr komplex ist, ist es dabei unabdingbar, experimentelle Daten unter kontrollierten und reproduzierbaren Strömungsbedingungen zu erhalten, um damit die Simulationskette zu validieren. Eine eigens hierfür konzipierte Versuchsrinne wird zu diesem Zweck am Institut aufgebaut, womit die Umströmung entsprechender Modelle komplett charakterisiert wird. Mit Hilfe dieser Rinne wird auch eine autonome Sonde zur Ermittlung der relevanten Strömungseigenschaften getestet.

Optimization of turbomachines while ensuring fish patency

It is possible to increase noticeably the efficiency of water wheels and fish passages, in particular when several components with hydrodynamic interactions are involved. In this project, computer models based on Computational Fluid Dynamics (CFD) are developed in order to optimize the energy output of such systems while ensuring fish patency. Since the model complexity is very high, it is essential to obtain experimental data for model comparison and validation. For this purpose, a specific water channel will be installed in the Lab. Using this channel, the hydrodynamic properties will be fully characterized. Additionally, an autonomous measurement probe will be tested to acquire relevant properties.