Unsere Forschungsschwerpunkte:

 Umweltfluidmechanik

Der Forschungsbereich Umweltfluidmechanik beschäftigt sich mit Fluidströmungen und den gekoppelten Massen- und Wärmetransportprozessen, die sich in unterschiedlichen Gewässertypen (Flüssen, Seen, Speicher, Küstengewässer) über lokale bzw. regionale Einflussbereiche  hinweg abspielen.
Von großem Interesse ist dabei die Wechselwirkung dieser verschiedenen Strömungstypen mit Bauwerken oder Anlagen aus strömungsmechanischer Sicht einerseits und ihre Reaktion auf anthropogene Massen- bzw. Wärmeleitungen im Hinblick auf eine qualitative Beurteilung der Wasserresourcen andererseits.
Typische Forschungsaufgaben, bei denen analytische, experimentelle Methoden eingesetzt werden, sind:

  • Schadstoffdispersion in Flussgebieten mit ausgeprägten Inhomogenitäten, wie Buhnenfelder oder Stauräume und Entwicklung von prognostischen Modellelementen zur Verbesserung bestehender Schadstoff-Alarmmodelle.
  • Untersuchung von Strömungsinstabilität  und großräumigen kohärenten Strukturen in Flachwasserströmungen im Hinblick auf Transport- und Ausbreitungsverhalten gelöster und suspendierter Stoffe und Wärme.
  • Topographische Effekte bei geschichteten Fluidströmungen in Speichern oder Seen.
  • Mischprozesse bei Einleitung in Gewässer in Form von Impuls- und Auftriebsstrahlen z.B. mittels Multiport-Diffuser. Entwicklung von PC-gestützten Expertensystemen (u.a CORMIX) zur quantitativen und qualitativen Analyse von Mischvorgängen in verschiedenen Gewässertypen.
  • Einfluss von hydrodynamischen Fließbedingungen und Dichtestratifizierung auf die Schwebstoffdynamik in Gewässern.

Gebäude- und Umweltaerodynamik

Der Forschungsbereich Gebäude- und Umweltaerodynamik befasst sich mit der Erforschung und Untersuchung von Strömungsvorgängen in der atmosphärischen Grenzschicht, insbesondere der Wechselwirkung zu Hindernissen/Bauwerken und dem Schadstofftransport in der bodennahen Atmosphäre. Windkanaluntersuchungen sowie die Entwicklung von effizienten numerischen Prognosemodellen und verbesserten Messmethoden stehen im Vordergrund. In der angewandten Forschung werden im Auftrag von bzw. in Zusammenarbeit mit Firmen und Behörden standort- oder projektspezifische Probleme der Bauwerksplanung oder -bemessung sowie der Umweltbelastung (z.B im Rahmen von Umweltverträglichkeitsstudien) behandelt. 
Typische Untersuchungen in unserem Labor sind:

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  • Ausbreitung von athropogen erzeugten Schadstoffen in bebauten und unbebauten Gebieten, Einfluss thermischer Schichtungseffekte der atmosphärischen Strömung.
  • Verkehrsbedingte Schadstoffausbreitung und Auslegung von umweltschutzrelevanten Baumaßnahmen zur Verbesserung des Stadtklimas.
  • Untersuchung natürlicher Oberflächenstrukturen (Gehölzstreifen) als Schutzmaßnahmen vor Immissionen oder Wind.
  • Analyse und Optimierung von Innenraumströmungen durch geeignete Zu- und Abluftöffnungen.
  • Aerodynamische Untersuchung zur Wirkung des Windes auf Bauwerke, strömungsphysikalische Rückwirkung des Bauwerkes auf das Umfeld, z.B Hallenbauten, Brücken, Hochhäuser, Industriebauten. 

Grundwasser

Die Bewältigung der aktuellen Aufgaben zum Schutz der natürlichen Ressourcen Boden und Grundwasser bedarf der Entwicklung moderner Werkzeuge und Technologien zur Grundwassersanierung. Erfassung und Analyse von Grundwasserströmung, Stofftransport sowie der hydromechanischen Aspekte von Stoffübergangsprozessen bilden einen Schwerpunkt der Untersuchungen mittels experimenteller und numerischer Methoden. In interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Geologen, Geo- und Wasserchemikern werden Modelle und Bilanzierungsansätze zur Bewertung und Prognose ökonomischer und ökologischer Maßnahmen entwicklt.

  • Untersuchung von Grundwasserströmungen in Talaquiferen (einfach porös), Kluftaquiferen (einfach diskret) und Karstgebieten (doppelt porös) sowie Transportprozessen in heterogenen Aquiferen.
  • Experimentelle Untersuchung zum Schadstoffaustrag bei der Sanierung mit Grundwasser-Zirkulationsbrunnen (GZB) in skalenübergreifenden Laborexperimenten und Feldversuchen (Forschungsfeld Karlsruhe-Knielingen). 
  • Erfassung der Austauschvorgänge zwischen Oberflächengewässer und Grundwasser. Prognose der Grundwasserdynamik in Vorland- und Auenbereichen von Flüssen im Zusammenhang mit Deichrückverlegungen.
  • Bilanzierung von Stofftransport und -umsetzungen im Nahbereich von undichten Abwasserkanälen (Kanallekkagen) sowie Entwicklung von Expertensystemen zur Analyse und zur Prognose von Grundwasserbeeinträchtigungen.