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Modelle des Wasserbau-Laboratoriums*

Allgemein
BezeichnungModelle des Wasserbau-Laboratoriums*
Besonderer Status*Aufgelöst
UniversitätTechnische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
UniversitätsortBraunschweig
Museums- und SammlungsartNaturwissenschaft & Technik
Museums- und SammlungsformForschungssammlung
SammlungsschwerpunktHydrologie · Wasserbau
Externe Links
AdresseLeichtweiß-Institut für Wasserbau
Abteilung Wasserbau
Beethovenstraße 51
38106 Braunschweig 
BeschreibungAm Wasserbau-Laboratorium Braunschweig werden Versuche von Wasserbewegungen und Strömungsvorgängen durchgeführt. Zudem wird die Mechanik der Wellenbewegung untersucht. Zu diesem Zweck wurden bzw. werden u.a. auch materielle Modelle und Modellbauten eingesetzt. Da diese meist nach abgeschlossener Forschung keiner weiteren Verwendung zugeführt werden, zudem für eine Aufbewahrung zu groß sind, werden sie nicht aufbewahrt. 
SonstigesErklärung der Notwendigkeit des heute noch stattfindenden physischen Experimentes mit physikalischen (materiellen) Modellen

Die Modellgesetze von Froude, Reynolds, Euler, Weber und Mach sind die Basis für den experimentellen Zugang zur Modellierung ausgewählter Parameterkombinationen, sodass interessierende Phänomene aus der Simulation des „Ganzen“ mit seinen oft unüberschaubar zahlreichen physikalischen Prozessen und Phänomenen herausgearbeitet werden konnten. In den ersten zwei Dritteln des 20. Jahrhunderts erlebten die experimentellen Untersuchungen hinsichtlich ihrer Anzahl und Vielseitigkeit ihren Höhepunkt. Hydraulische und feststoffdynamische Aspekte, komplexe hydrotechnische Optimierungen von Bauwerksumströmungen bis hin zu fahrdynamischen Problemstellungen und der Interaktion zwischen Schiff und Strömung wurden im Labormaßstab untersucht. Mannigfaltige Wirkungszusammenhänge ließen sich simulieren und einzelne Prozesse identifizieren. So wurden z. B. die Grundlagen des Geschiebetransports durch Shields (1936) in physikalischen Modellen untersucht. Befruchtend wirkten dabei in dieser Zeit ebenfalls zahlreiche Versuche in Windkanälen für die Luftfahrt und die Automobilentwicklung. Das mit Wasser betriebene physikalische Modell - alternativ „hydraulisches Modell“ - zeichnet sich insbesondere durch die hohe Anschaulichkeit aus und eignet sich daher auch hervorragend zu Lehrzwecken.

Mit Beginn des Computerzeitalters in den 1970er Jahren wurde von vielen das baldige Ende des physikalischen Experimentes prognostiziert. Mit der rasenden Entwicklung der hydronumerischen Methoden schien ein Zugang zu allen hydro- und morphodynamischen Fragestellungen möglich. Es zeigte sich aber, dass neben den stets limitiert vorhandenen Rechenkapazitäten auch die deterministische Prozessabbildung fortwährend an ihre Grenzen stößt. Mit zunehmendem Prozessverständnis wird auch die Auflösung der im mathematischen Modell abgebildeten, relevanten physikalischen Prozesse erhöht (z. B. Turbulenzmodelle: von konstanter Wirbelviskosität über Large Eddy Modelle bis hin zur Direkten Numerischen Simulation).

Heute sind wir in der Lage, auf Grund der messtechnischen Entwicklung und deren adaptierter Anwendung in hoch technisierten Laboren mit 3D-Particle-Tracking-Velocimetry, hochgenauer photogrammetrischer Methoden zur Sohlaufnahme, Automatisierungstechnik, Ultraschallsensorik, optischen Kraftmessverfahren, Laser-Doppler-Anemometrie, Particle-Imaging-Velocimetry und vieles andere mehr räumlich und zeitlich hoch aufgelöste strömungs- und feststoffdynamische Zustände aufzunehmen. Parameter wie statistische, turbulente Größen können direkt gemessen werden. Dies ermöglicht die präzise, zuverlässige Erhebung großer Datenmengen, die wiederum der Fortentwicklung mathematischer Verfahren dient. Immersive dreidimensionale Visualisierungstechniken erlauben gleichermaßen für mathematische und physikalische Modelle dem Betrachter das Eintauchen in die Strömung. So ergänzen physikalische und mathematische Verfahren einander: Die Ergebnisse des Experiments können bei der Entwicklung der mathematischen Methoden der Verifikation und Validierung dienen. Anfänglich haben mathematische Verfahren die Hydraulik und die Feststoffdynamik nur in Form von Beiwerten parametrisiert. Durch die inzwischen verfügbare Rechenleistung und neue numerische Ansätze können die mathematischen Verfahren - fortentwickelt mit Hilfe der physikalischen Modelle - inzwischen auch zum vertieften Prozessverständnis beitragen.

Physikalische Modelle werden auch in Zukunft einen erheblichen methodischen Anteil an der Untersuchung komplexer Fragestellungen haben. Ihre Anwendung wird sich weiter spezialisieren auf Bereiche mit stochastischen Eigenschaften (wie dies im Bereich der Morphologie der Fall ist) und auf Bereiche mit großer Komplexität, für deren hydronumerischen Zugang die Rechenkapazitäten noch auf absehbare Zeit nicht gegeben sein werden. Zudem wird mit Systemmodellen die effiziente Beantwortung grundlegender Fragestellungen möglich sein. Die Anschaulichkeit der gegenständlichen Modelle sichert ihnen weiterhin den Einsatz in der Lehre.

Aus: Mitteilungsblatt der Bundesanstalt für Wasserbau, Nr. 90, Juli 2007 
Stand der InformationenDezember 2010
  
Bestände
Objektgruppen
Stand der ErschließungDie Sammlung ist nicht erschlossen, da die Modelle nach den Versuchen meist wieder abgebaut werden. 
Bedeutende Teilbestände
  • Versuchs-Modell der Schleuse Zerben II (Elbe-Havel-Kanal)
  • Versuchs-Modell eines Flussabschnittes bei Baricho in Kenia
  • Versuchs-Modell des Flussabschnittes der Emscher mit dem Mündungsbereich in den Rhein
  • Versuchs-Modelle für Hochwasserschutzmaßnahmen für den Stadtteil Albungen der Kreisstadt Eschwege
  • Versuchs-Modell für die Talsperre Thissavros, Griechenland
  • Versuchs-Modell für eine Wasserkraftanlage an der Leine in Hannover
  • Versuchs-Modell eines Deiches
  
Geschichte
Ereignisse
  • 1898 Begründung als akademische Sammlung oder Institution
Personen
GeschichteDie Geschichte wasserbaulicher Versuche in Braunschweig begann bereits 1891, als ein kleines Gerinne mit Schöpfrad für Strömungsforschungen angelegt wurde. Im Jahre 1898 setzte Geheimrat Professor Möller mit Unterstützung der Industrie den Bau eines kleinen Laboratoriums in Braunschweig durch und begründete das Wasserbauliche Versuchswesen an der Carolo Wilhelmina. Der Bau entstand nahe der Hochschule auf einem Streifen der Uferböschung unterhalb des Oberwehres. Während seiner Tätigkeit in Braunschweig von 1890 bis 1925 erweiterte Möller das Laboratorium ständig. In seinen Forschungsarbeiten befasste er sich insbesondere mit Fragen des Flussbaus. Interessant an diesen Anfängen ist die Tatsache, dass Braunschweig damit Dresden mit einem Jahr "Verspätung" folgte. Interessant ist dies deshalb, weil der Initiator des Flussbau-Laboratoriums in Dresden, Hubert Engels (1854-1945), sich vorher vergeblich um die Umsetzung seiner Pläne in Braunschweig bemühte, wo er von 1887 bis 1890 lehrte.

Im Jahre 1925 übernahm der Wasserbauingenieur Ludwig Leichtweiß (1878-1958) den Lehrstuhl für Wasserbau. Ihm gelang es, eine neue Versuchsanstalt für Wasserbau und Grundbau zu errichten, deren Finanzierung er ohne staatliche Unterstützung aus eigenen Mitteln und mit Hilfe der Industrie sicherstellte. In dem 1939 fertig gestellten Neubau konnte erst 1947 nach Beseitigung der wesentlichen Kriegsschäden der Forschungsbetrieb aufgenommen werden.

Im Jahre 1950 übernahm Prof. Friedrich Zimmermann (1902-1973) das Institut, welches seit 1953 den Namen "Leichtweiß-Institut für Wasserbau und Grundbau" trägt. Aus einer äußerst schwierigen Situation beim Neubeginn (sechs Mitarbeiter in Dauerstellen) gelang es Prof. Zimmermann, das Institut auf einen personellen Stand von über 60, weitgehend frei finanzierten Mitarbeitern auszubauen. Nach 21-jähriger Tätigkeit an der Technischen Hochschule Braunschweig wurde Prof. Zimmermann im Jahre 1971 emeritiert.

Die gemeinsame Leitung des Leichtweiß-Instituts wurde den zur Technischen Hochschule Braunschweig als Ordinarien berufenen Prof. Alfred Führböter (1958-) und Günther Garbrecht (1925-) übertragen. Professor Garbrecht übernahm dabei den bestehenden Lehrstuhl für Wasserwirtschaft, Wasserbau und Kulturtechnik und Professor Führböter den neu eingerichteten Lehrstuhl für Hydromechanik und Küstenwasserbau.

Erstmalig an einem Wasserbau-Institut wurde von 1961 bis 1987 das Fachgebiet Bodenkunde und Kulturtechnik von Prof. G. Schaffer wahrgenommen. Dies führte zur Gründung einer Abteilung Bodenkunde und Kulturtechnik. Der zunehmenden Bedeutung der Wasserforschung entsprechend wurden zwei weitere, in Lehre und Forschung selbständige Abteilungen eingerichtet. Die im Jahr 1965 gegründete Abteilung Landwirtschaftlicher Wasserbau wurde später in Abteilung für Abfall und Ressourcenwirtschaft umbenannt. Die zweite war die Abteilung "Hydrologie und Wasserwirtschaft", die heute die Bezeichnung "Hydrologie, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz" trägt.

Mit Inkrafttreten des Niedersächsischen Hochschulgesetzes (NHG) im Jahre 1978 wurden die beiden Lehrstühle in Abteilungen umbenannt. Als Nachfolger von Prof. Garbrecht wurde 1987 Prof. U. Drewes berufen; der Name der Abteilung wurde 1988 in Wasserbau und Gewässerschutz geändert. Im Dezember 1993 wurde Prof. H. Oumeraci als Nachfolger von Prof. Führböter berufen; der Name der Abteilung wurde im Dezember 1993 in "Hydromechanik und Küsteningenieurwesen" umbenannt. 
  
Publikationen
Publikationen
  
Modelle
Modell der Schleuse Zerben II
Modell der Schleuse Zerben II
Modelle von Bauwerken und baulichen / technischen Anlagen
Modell der Talsperre Thissavros (Griechenland)
Modell der Talsperre Thissavros (Griechenland)
Modelle von Bauwerken und baulichen / technischen Anlagen
Modell der Wasserkraftanlage an der Leine in Hannover
Modell der Wasserkraftanlage an der Leine in Hannover
Modelle von Bauwerken und baulichen / technischen Anlagen
Modell der Werra bei Albungen
Modell der Werra bei Albungen
Landschaftsmodelle
Modell eines Deiches
Modell eines Deiches
Modelle von Bauwerken und baulichen / technischen Anlagen

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