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Teilprojekt SP7

Flow and transport in heterogeneous soils with dynamic boundary conditions

Dieses Teilprojekt hat zwei Hauptfragestellungen. Es baut auf die Ergebnisse der ersten Projektphase auf, in der ein hochskaliertes Modell für Strömung in heterogenen Medien mit starken Parameterkontrasten entwickelt wurde, um den horizontal gemittelten Wassergehalt in einer Infiltrationsfront beschreiben zu können. Das Modell ist anwendbar für Fließbedingungen, in denen der horizontal gemittelte Wasserdruck nicht im Gleichgewicht ist, und ist damit ein Modell das nicht der Richards Gleichung entspricht. Im ersten Teil des Projekts möchten wir dieses Modell erweitern, indem wir Änderungen des Strömungsbereichs durch dynamische Randbedingungen betrachten wollen, was für Strömung nahe der Bodenoberfläche sehr relevante Bedingungen sind. Im Besonderen möchten wir uns auf Zyklen von ändernden Strömungsrichtungen konzentrieren. Es sollen Modellkonzepte entwickelt werden, die einen Übergang von Gleichgewicht- zu nicht-Gleichgewichtsbedingungen im Strömungsverhalten erlauben. Es soll außerdem der Einfluss von dynamischen Randbedingungen auf die Eigenschaften der Verdrängungsfront auf einer Meterskala untersucht werden. Im zweiten Teil möchten wir die Ergebnisse für Strömung erweitern und Stofftransport in dynamischen Strömungsfeldern untersuchen. Der Fokus soll auch hier auf Strömung mit zyklisch wechselnden Fließrichtungen liegen. Apparente Advektion, Mischung und Spreitung von Stoffwolken in heterogenen Medien unter dynamischen Randbedingungen soll analysiert und entsprechende makroskalige Transportparameter abgeleitet werden. Wir möchten hauptsächlich theoretische Methoden anwenden, jedoch auch einige Laborexperimente durchführen.

 

Institution:

Leibniz Universität Hannover

Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

Projektleiter:

Prof. Dr. rer. nat. Insa Neuweiler

Webseite:

www.hydromech.uni-hannover.de