DE3535104A1 - Verfahren und vorrichtung zum daempfen der oberflaechenwellen auf gewaessern - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum daempfen der oberflaechenwellen auf gewaessernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Dämpfen der Oberflächenwellen auf Gewässern, insbes. auf dem
Meer.
Es ist bekannt, daß im offenen Wasser treibende Eisfelder, d.
h. Ansammlungen von nicht zusammengefrorenen Eisschollen ver
schiedener Form und Größe extrem dämpfend auf Oberflächenwellen
wirken, so daß diese, wenn die Eisfelder nur groß genug sind
nach passieren des Feldes nahezu vollständig ausgelöscht sind.
Einzelne treibende Eisschollen, deren Abmessungen geringer als
die halbe Wellenlänge sind, können nicht dämpfend wirken, da
sie weitgehend ungehindert auf den Oberflächenwellen schwimmen.
Erst die ständige Behinderung durch benachbarte Eisschollen
im Eisfeld wirkt dämpfend. Die an den Rändern der Eisschollen
vernichtete Reibungsenergie wird den Wellen entzogen, denn
die in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkten Schollen üben
rücktreibende Kräfte auf die Oberfläche aus.
Die durch treibende Eisfelder verursachte Wellendämpfung hat
zwei Ursachen. Einmal die Energievernichtung an den Rändern
einzelner Eisschollen, Dämpfung der Schwimmbewegung und damit
der Oberflächenauslenkung und zum anderen die Energievernich
tung an der Unterseite der Schollen, Dämpfung der oberflächen
nahen Strömungsfluktuation im Wellenfeld (Orbitalbewegung).
Durch die vorliegende Erfindung soll nun die Aufgabe gelöst
werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei
der die oberflächenwellendämpfende Wirkung eines treibenden
Eisfeldes weitgehend erreichbar ist, wobei der bauliche Auf
wand relativ gering bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
beschriebenen Art vorgeschlagen, in das Meeresgebiet, in dem
die Dämpfung der Wellen vorgenommen werden soll, ein schwimm
fähiges, ebenes, flächenhaftes, elastisch verformbares, masse
armes Gitternetz dessen Abmessungen, Konfiguration seiner Ele
mente sowie seine Lage auf das Spektrum des anfallenden See
ganges abgestimmt sind zu verbringen und dort raumfest aber
flexibel zu verankern.
Es ist zwar schon eine als Wellenbrecher bezeichnete Vorrich
tung bekannt geworden, bei der Körper unter Bildung dreiecki
ger Zwischenräume gitterartig miteinander verbunden sind, um
die Oberflächenwellen zu dämpfen (DE-PS 25 24 442), bei dieser
Vorrichtung sollen aber durch die Körper bzw. durch deren sich
senkrecht in das Wasser erstreckende Flächen Reflexionsflächen
gebildet werden, an denen die Wellen reflektiert werden oder
sich brechen. Mit dieser Vorrichtung kann keine oder nur eine
geringe Dämpfung der Oberflächenwellen erreicht werden, ins
besondere dann, wenn es sich um sehr große Oberflächenwellen,
wie sie auf dem offenen Meer vorkommen handelt. Im übrigen ist
der bauliche Aufwand dabei erheblich.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen die elastischen
Verformungseigenschaften des Gitternetzes sowohl durch die
Wahl des Materials als auch durch die Abmessungen des Gitters
und der Gitterelemente bestimmt werden.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zur Verstärkung des Git
ternetzes regionale Verfeinerungen seiner Elemente vorzu
nehmen, die den punktuellen Zug der Verankerungen auf das
Gitternetzt verteilen. Zur Verankerung des Gitternetzes können
außerdem die mechanischen Belastungen des Gitternetzes mini
mierende und die Schwimmeigenschaften des Gitternetzes bewah
rende Verankerungen eingesetzt werden, deren Zugkräfte im
Niveau der Meeresoberfläche horizontal am Gitternetz angrei
fen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll das
Gitternetz auf das Spektrum des Seeganges abgestimmt sein und
normal zu den Wellenfronten des einfallenden Seeganges eine
Erstreckung aufweisen, die gleich oder größer ist als die drei
fache Wellenlänge.
Bei einer Vorrichtung zur Druchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens soll das flächige Gitternetz aus miteinander verbun
denen schwimmfähigen Elementen, wie Stangen, Rohren, Streifen
oder dergl. zusammengesetzt sein, wobei bei nicht schwimmfä
higen Materialien die Schwimmfähigkeit auch durch besondere
Auftriebselemente sichergestellt werden kann. Die Elemente
des Gitternetzes können unmittelbar miteinander verbunden
werden, z.B. bei streifenförmigem Material, sie können aber
auch durch besondere Knoten fest oder lösbar miteinander in
Verbindung stehen. Die Knoten können in unterschiedlicher
Weise, wie aus den Merkmalen der Unteransprüche ersichtlich,
ausgeführt sein.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Elemente mit den
Knoten als vorzugsweise als gleichseitige Dreiecke bzw. Poly
gone, die sich geometrisch aus gleichseitigen Dreiecken ergeben,
ausgeführte Moduln zu Gitternetzen zusammenzusetzen.
Die Erfindung kann zum Schutz der Küste, sowie Objekten wie
Häfen, Off-shore-Bauten, Fischfarmen oder dergl. gegen den
Angriff von Oberflächenwellen eingesetzt werden oder auch zur
Schaffung beruhigter Wasserzonen z.B. bei Ölunfällen oder auch
um die Bildung von künstlichen Barren durch Sedimentation zu
begünstigen. Dabei können dann die Gitternetze nach der Aus
bildung der Barren wieder entfernt und danach anderswo einge
setzt werden.
Auf den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele für Gitternetze
und Knoten dargestellt. Dabei zeigen
Fig. 1 ein Gitternetz mit Knotenverbindungen,
Fig. 2 ein Gitternetz aus streifenförmigem Material,
Fig. 3 ein Gitternetz mit verdichteten Bereichen,
Fig. 4 einen Knoten mit Halteaugen zur Anbringung der Zug
stangen der Elemente,
Fig. 5 einen voll ausgebildeten Knoten mit Elementen und
Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Knotens mit der
Anbringung der Elemente.
Die Gitternetze der Fig. 1 bis 3, sind ganz allgemein mit
10 bezeichnet, die Elemente mit 11 und die Knoten mit 12. Da
bei zeigt Fig. 1 ein Gitternetz 10 bei dem stangen- oder
rohrförmige Elemente 11 durch Knoten miteinander verbunden
sind.
Das Gitternetz 10 der Fig. 2 besteht, wie man erkennen kann
aus streifenförmigen Elementen 11, die unmittelbar miteinan
der verbunden sind und so ein besonders einfaches Gitternetz
bilden. Fig. 3 läßt ein Gitternetz erkennen, welches in be
stimmten Bereichen verdichtet ist zur besseren Aufnahme und
Verteilung der Kräfte. Dieses Gitternetz ist aus Moduln 18,
19, 20 unterschiedlicher Größe zusammengesetzt.
Die Fig. 4 bis 6 lassen unterschiedliche Knoten 12 erkennen.
Dabei sind die Knoten der Fig. 4 und 5 kugelförmig ausgebil
det. Der Knoten der Fig. 4 weist Augen 13 auf, an denen Spann
gestänge 21 für die Befestigung der Elemente 11 vorgesehen sind.
Bei dem Knoten 12 der Fig. 5 sind eine Vielzahl von Elementen
11 unmittelbar an dem kugelförmigen Knoten 12 angebracht.
Der Knoten der Fig. 6 besteht aus einem elatischen Außenring
14, einem ebenfalls elastischen Innenring 15, sowie diese
beiden Ringe gegeneinander abstützende, gleichfalls elastische
Zwischenringe 16. Zum Schutz gegen Korrosion sind die Ringe
in eine Gummischicht eingebettet. Die Elemente 11 sind an
dem Knoten 12 durch Befestigungsvorrichtungen 17 gehalten.
Claims (17)
1. Verfahren zum Dämpfen der Oberflächenwellen auf Gewässern,
insbes. auf dem Meer, dadurch gekennzeichnet, daß in das
Meeresgebiet, in dem die Dämpfung der Wellen vorgenommen
werden soll, ein schwimmfähiges, ebenes, flächenhaftes,
elastisch verformbares, massearmes Gitternetz verbracht
und dort raumfest aber flexibel verankert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastischen Verformungseigenschaften des Gitternetzes,
sowohl durch die Wahl des Materials als auch durch die Ab
messungen des Gitters und der Gitterelemente bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstärkung des Gitternetzes regionale Verfeine
rungen seiner Elemente vorgenommen werden, die den punktu
ellen Zug der Verankerungen auf das Gitternetz verteilen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verankerung des Gitternetzes die mechanischen Be
lastungen des Gitternetzes minimiernde und die Schwimmei
geschaften des Gitternetzes bewahrende Verankerungen einge
setzt werden,deren Zugkräfte im Niveau der Meeresoberflä
che horizontal am Gitternetz angreifen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gitternetz auf das Spektrum des Seeganges abgestimmt
ist und normal zu den Wellenfronten des einfallenden See
ganges eine Erstreckung gleich oder größer als die dreifache
Wellenlänge aufweist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Gitter
netz (10) aus miteinander verbundenen schwimmfähigen Ele
menten (11) wie Stangen, Rohren, Streifen oder dergl. zu
sammengesetzt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elemente (11) des Gitternetzes (10) aus hochfestem
Kunststoffmaterial, aus korrosionsfreiem Stahl, Nichteisen
metallen, Verbundkunststoffen oder Holz bestehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (11) des Gitternetzes (10) durch Knoten
(12) miteinander verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anpsruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (11) des Gitternetzes (10) lösbar an den
Knoten (12) befestigt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Knoten (12) zur Aufnahme von Zug- und Druckkräften,
sowie von vertikalen Biegemomenten ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Knoten (12) die Form von Kugeln bzw. Kugelzonen auf
weisen, bei denen am Außenumfang in einer Ebene liegende
Augen (13) zur Anbringung der Elemente (11) angebracht sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Knoten (12) aus zwei ineinanderliegenden Ringen
(14, 15) aus federndem Material, zwischen denen diese Ringe
verbindende weitere Ringe (16) aus federndem Material
angebracht sind, bestehen, und am äußeren Ring (14) Vorrich
tungen (17) zur Befestigung der Elemente (11) angeordnet
sind.
13. Vorrichtung nach ANspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Federringe (14, 15, 16) in eine Schutzvulkanisierung
eingebettet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Knoten (12) mit den Elementen (11) als beliebig
zusammensetzbare Moduln (18, 19, 20) ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Moduln (18, 19, 20) vornehmlich gleichseitige Dreiecke
bzw. Polygone, die sich geometrisch aus gleichseitigen Drei
ecken ergeben, bilden.
16. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach Anspruch
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitternetz (10)
dem Schutz der Küste, sowie Objekten wie Häfen, Off-shore-
Bauten, Fischfarmen oder dergl. gegen den Angriff von Ober
flächenwellen dient.
17. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach Anspruch
1 bis 15, zur Schaffung von beruhigten Wasserzonen durch
das Gitternetz (10) bei Unfällen auf dem Meer wie Ölunfällen
oder dergl. sowie zur Bildung künstlicher Barren durch Sedi
mentation vor der Küste.
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EP87104685A EP0284631A1 (de) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Dämpfen der Oberflächenwellen auf Gewässern |
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DE19853535104 Withdrawn DE3535104A1 (de) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | Verfahren und vorrichtung zum daempfen der oberflaechenwellen auf gewaessern |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3535104A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4900188A (en) * | 1989-04-21 | 1990-02-13 | Thomas Haselton | Device for local reduction of wave amplitude |
-
1985
- 1985-10-02 DE DE19853535104 patent/DE3535104A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4900188A (en) * | 1989-04-21 | 1990-02-13 | Thomas Haselton | Device for local reduction of wave amplitude |
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