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12.2 Sohlschubspannung und Reibungsbeiwerte

Der Zusammenhang zwischen Sohlschubspannung, Schubspannungs-Geschwindigkeit und Energiegefälle stellt sich folgendermaßen dar:

$\begin{displaymath} \frac{\tau_{b}}{\rho} ={v_{\tau}}^{2} = g \cdot h \cdot I_{e} \end{displaymath}$

(12.5)

mit:

$\tau_{b}$	Sohlschubspannung,
$\rho$	Dichte (der Suspension),
$v_{\tau}$	Schubspannungsgeschwindigkeit,
$g$	Fallbeschleunigung,
$h$	Wassertiefe und
$I_{e}$	Energiegefälle.

Für die Verknüpfung mit der Geschwindigkeit werden die folgenden Reibungsansätze benutzt:

$\begin{displaymath} {v_{\tau}}^{2} = \frac{\lambda}{8} \cdot {v_{L}}^{2} =C_d \cdot {v_{1,0}}^{2} \end{displaymath}$

(12.6)

mit:

$v_{\tau}$	Schubspannungsgeschwindigkeit,
$v_{L}$	Geschwindigkeit am sohlnächsten Level $z_{L}$ ,
	im 2D-Fall tiefengemittelte Geschwindigkeit,
$v_{1,0}$	Geschwindigkeit in 1,0 m Wassertiefe ,
$\lambda$	hier verwendeter Reibungsbeiwert und
$C_d$	Reibungsbeiwert, den HAM [133] verwendet.

Der Zusammenhang mit der äquivalenten Sandrauheit $k_s$ ergibt sich unter Zuhilfenahme von Gl. (2.1) und Gl. (2.2):

$\begin{displaymath} \sqrt{\frac{8}{\lambda}} = \left( \frac{1}{\kappa} \ln \left(\frac{z_{L}}{k_s}\right) + 8,5 \right) \end{displaymath}$

(12.7)

mit:

$\kappa$	KARMAN-Konstante und
$k_{s}$	äquivalente Sandrauheit nach NIKURADSE.

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Jens WYRWA * 2003-11-05