Entwicklung eines komplexen Meßsystems mit einem Strömungssensor zur Erfassung geringer Strömungen in flachen Gewässern: ein Beitrag zur Erfassung der Langmuir-Zirkulation
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2000
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS DER VERWENDETEN ABKUERZUNGEN
1. EINFUEHRUNG , 1
2. AUFGABENSTELLUNG 3
2.1. DIE NOTWENDIGKEIT DER UNTERSUCHUNG 3
2.2. DIE LANGMUIR-ZIRKULATION UND IHRE WIRKUNG IN GEWAESSERN 3
2.2.1. BESCHREIBUNG DES GEOMORPHOLOGISCH-KLIMATISCHEN 3
SACHVERHALTES ~~
2.2.1.1 DER KUESTENRAUM DER DEUTSCHEN OSTSEEKUESTE 3
2.2.1.2. BODDEN UND HAFFE AN DER KUESTE MECKLENBURG-VORPOMMERNS 3
2.2.1.3. DAS MONITORING-PROGRAMM DER DARSS-ZINGSTER BODDENKETTE 4
2.2.1.4. WETTER-UND KLIMAFAKTOREN ZUR BEEINFLUSSUNG DER 5
GEWAESSERBESCHAFFENHEIT
2.2.2. DIE LANGMUIR-ZIRKULATION 5
2.2.2.1. BESCHREIBUNG 5
2.2.2.2. PHYSIKALISCHE MODELLBILDUNG 7
2.2.2.3. BEWERTUNG DER BISHERIGEN UNTERSUCHUNGEN 9
2.3. WELLEN UND TURBULENZEN 10
2.3.1. DIE LINEARE WELLENTHEORIE 10
2.3.2. PARASITAERE KAPILLARWELLEN 12
2.3.3. ANSATZ ZUR AUSWERTUNG / 13
2.4. DARSTELLUNG DER GESAMTFUNKTION 14
3. BESCHREIBUNG DER FUNKTIONSSTRUKTUR 17
3.1. FESTLEGEN DER FUNKTIONSSTRUKTUR 17
3.2. BESCHREIBUNG DER TEILFUNKTIONEN DES SYSTEMS 18
3.2.1. MESSUNG DER STROEMUNGSKOMPONENTEN DER LANGMUIR-ZIRKULATION 18
3.2.2. BESTIMMEN DER SONDENLAGE 18
3.2.3. ERFASSUNG DER INDUZIERENDEN PHYSIKALISCHEN DATEN 18
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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INHALTSVERZEICHNIS
3.2.4. BESTIMMUNG DES MESSORTS 19
3.2.5. DATENSPEICHERUNG UND-VERARBEITUNG 19
3.2.6. ENERGIEVERSORGUNG 19
3.2.7. AUFSTELIUNGSMOEGLICHKEIT 19
3.3. METHODEN ZUR LOESUNGSFINDUNG 19
4. AUSWAHL DES TECHNISCHEN PRINZIPS UND LOESUNGSFINDUNG 21
4.1. DIE STROEMUNGSMESSUNG 21
4.1.1. PHYSIKALISCHE PRINZIPIEN DER STROEMUNGSMESSTECHNIK UND IHRE 21
TECHNISCHE UMSETZUNG
4.1.2. STAND DER MEHRDIMENSIONALEN STROEMUNGSMESSTECHNIK 29
4.1.2.1. MECHANISCHE ROTOREN 30
4.1.2.2. INDUKTIVE STROEMUNGSMESSER - 30
4.1.2.3. AKUSTISCHE DOPPLER-STROEMUNGSMESSER 31
4.1.2.4. AKUSTISCHE LAUFZEIT-STROEMUNGSMESSER 32
4.1.3. BEWERTUNG DER VERFAHREN UND ANSATZ DER REALISIERUNG DURCH 33
KOMBINATION DER VERFAHREN
4.2. ERFASSUNG METEOROLOGISCHER UND HYDROLOGISCHER DATEN 35
4.3. ZUBEHOER 36
4.3.1. ENERGIEVERSORGUNG 36
4.3.2. GESTELL UND SCHUTZEINRICHTUNGEN 36
4.4. VARIANTENVERGLEICH UND LOESUNGSFINDUNG 37
4.4.1. VARIANTE 1 38
4.4.2. VARIANTE 2 38
4.4.3. VARIANTE 3 39
4.4.4. LOESUNGSFINDUNG 40
5. KONSTRUKTIVE UMSETZUNG 42
5.1. DER STROEMUNGSMESSKOPF 42
5.1.1. KONSTRUKTIVER AUFBAU DES SENSORKOPFES 42
5.1.2. GEOMETRIE DER SCHWINGERSTRECKE 43
5.1.3. DER REFLEKTOR 47
5.1.4. AUSWAHL DER MATERIALIEN UND DIMENSIONEN 51
5.2. MESSELEKTRONIK 53
INHALTSVERZEICHNIS
5.2.1. DER FLUXUS ADM 7805 53
5.2.2. DIE SONDE ASM-2OOO 54
5.2.3. DIE WETTERMESSSTATION MWS 5 54
5.2.4. DIE TEMPERATURFUEHLER 55
5.2.5. DAS LAPTOP ALS ZENTRALELEMENT DER DATENAUSWERTUNG 56
5.2.5.1. REALISIERUNG DER DATENANPASSUNG DER ASM-2OOO 56
5.2.5.2. DATENAUSWERTUNG DER MSW 5 58
5.2.5.3. ZUSAMMENFASSUNG DER DATEN DER SENSOREN UNTER EXCEL
YY
59
5.2.5.4. DATENZUSAMMENFASSUNG UNTER LABVIEW
YY
60
5.3. ENERGIEVERSORGUNG 61
5.4. DAS GESTELL 62
5.4.1. LEICHTES MESSGESTELL 62
5.4.2. AUTONOMES MESSGESTELL ~ 63
5.5. GESAMTUEBERSICHT DES SYSTEMS 65
5.6. ZUSAMMENFASSUNG DER KONSTRUKTION 67
6. MESSTECHNISCHE UNTERSUCHUNGEN 69
6.1. MESSUNGEN IM STROEMUNGSKANAL 69
6.1.1. DER STROEMUNGSKANAL 69
6.1.2. OFFSET-BESTIMMUNG 70
6.1.3. BESTIMMUNG DER MESSWERTABWEICHUNG BEI STROEMUNG 71
6.2. STROEMUNGSMESSUNG IM RUNDLAUF 74
6.2.1. DER RUNDLAUF 74
6.2.2. MESSERGEBNISSE 75
6.3. MESSUNGEN IM FREIWASSER 79
6.3.1. BESCHREIBUNG DES MESSORTES , 79
6.3.2. MESSUNG DER INDUZIERENDEN DATEN 80
6.3.2.1. WINDRICHTUNG UND WINDGESCHWINDIGKEIT 80
6.3.2.2. TEMPERATURVERHALTEN UND PEGEL 80
6.3.3. MESSUNG DER STROEMUNGSDATEN 82
6.3.3.1. KOORDINATENABGLEICH 83
6.3.3.2. BESTIMMUNG DER X- UND Y-KOMPONENTE 84
6.3.3.3. DIE DATEN DER NEUEN SENSORKOEPFE 86
6.4. ZUSAMMENFASSUNG DER MESSERGEBNISSE 91
INHALTSVERZEICHNIS
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
ANHANG
A MESSUNTERLAGEN
B SOFTWARE-BESTANDTEILE
C TECHNISCHE ZEICHNUNGEN
D BILDER |
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