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Optimierung eines großen RÜB mittels CFD in Wuppertal

Das Regenüberlaufbecken „RÜB Rutenbeck“ ist das größte Einzelbauwerk in Wuppertal und die letzte Regenwasserbehandlungsanlage vor der Kläranlage Buchenhofen. Es dient als Drossel- und Entlastungsbauwerk des Entlastungsammlers Wupper (ESW) und ist zentraler Baustein einer geplanten Verbundsteuerung der zuleitenden Verzweigungsbauwerke. Das Gesamtvolumen von RÜB und ESW beträgt dabei über 40.000 m³.

Bei Starkregen schlägt das Becken über den parallel zur Zulaufachse verlaufenden Klärüberlauf, welcher sich über die gesamte Längsseite des Beckens erstreckt, in Richtung der Wupper ab. Diese Anordnung des Klärüberlaufs zum tiefliegenden Zulauf birgt die Gefahr, dass sich je nach Zufluss Kurzschlussströmungen im Becken einstellen, die sowohl einen Rückhalt von absetzbaren, schwebenden als auch von schwimmenden Stoffen behindern könnten. Zudem entspricht die Konstruktion der Tauchwand vor dem Klärüberlauf nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik.

Mit Hilfe eines dreidimensionalen numerischen Simulationsmodells wurde die komplexe Durchströmungs- und Stofftransportcharakteristik des Regenüberlaufbeckens analysiert. Neben der qualitativen Bewertung der Durchströmungscharakteristik erfolgte eine quantitative Bewertung des Rückhaltes von absetzbaren, schwebenden und schwimmenden Stoffen in der Beckenkammer. Aktuell werden auf Grundlage dieser Ergebnisse Hinweise zur Optimierung der Zulaufgestaltung und der Tauchwandkonfiguration abgeleitet.

    08 Juli
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Durch die numerische Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamik, CFD) können komplexe dreidimensionale Strömungsvorgänge realitätsnah abgebildet werden. Der Einsatz von CFD ermöglicht die Bereitstellung einer großen Menge an Informationen (z. B. Fließgeschwindigkeiten, Drücke, Schubspannungen) an jeder beliebigen Stelle im System. Eine einfache Anpassung oder Änderung von geometrischen Abmessungen und hydraulischen Parametern sowie klare und reproduzierbare Randbedingungen verschaffen der numerischen Simulation deutliche Vorteile gegenüber In-situ-Untersuchungen oder auch physikalischen Modellen.

Das Projekt wird als Kooperation zwischen der Dr. Pecher AG und der FH Münster (IWARU, Prof. Grüning) im Auftrag der WSW Energie und Wasser AG durchgeführt.

Die Dr. Pecher AG hat diverse CFD-Betrachtungen schon für verschiedene Kunden durchgeführt und dabei wirtschaftliche Bauwerksoptimierungen erarbeitet. Auch Bauwerke, die hinsichtlich der Konstruktion oder Ausrüstung nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen, lassen sich auf diese Weise bewerten und optimieren.

Ansprechpartner: Dr. Nina Altensell, Dr. Holger Hoppe, Dr. Klaus Hans Pecher

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