next up previous contents
Next: Oberflächenerneuerungsmodell Up: Modellierung des turbulenten Transportterms Previous: Filmmodell

Turbulentes Diffusionsmodell

Das turbulente Diffusionsmodell (engl. Small Eddy Modell) geht davon aus, da\3 der Beitrag der Turbulenz durch kleine Wirbel geleistet wird, deren Grö\3e und Stärke bei Annäherung an die Wasseroberfläche abnimmt. Unter dieser Annahme lä\3t sich der Korrelationsterm in (4.9) analog zur Diffusion formulieren
 equation2237
wobei K(z) einen tiefenabhängigen, turbulenten Diffusionskoeffizienten darstellt. Die Zunahme der Turbulenz mit der Wassertiefe kann durch einen ansteigenden Koeffizienten K(z) modelliert werden. In dieser Betrachtungsweise wird implizit vorausgesetzt, da\3 der turbulente Transport auf räumlichen Skalen abläuft, die wesentlich kleiner sind als die Auflösung der Temperaturverteilung. Im Mittel wirkt sich dies wie eine beschleunigte Diffusion aus.

Mit dem Ansatz (4.22) ergibt sich der turbulente Transportterm zu
 equation2245
Er stellt das Analogon zum 2. Fick'schen Gesetz für eine turbulente, tiefenabhängige Diffusionskonstante dar. Der Transport verläuft dabei eindimensional in Tiefenrichtung. Die Tiefenabhängigkeit der Diffusionskonstanten K(z) wird üblicherweise in einem Potenzansatz modelliert:
equation2257
Welcher Exponent m den Transportvorgang am besten beschreibt, mu\3 experimentell ermittelt werden.



Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997