Sedimenttransport- und Strömungsmodellierungen

Sedimenttransport- und Strömungsmodellierung

Ein breites Spektrum – sowohl großskalige Ozeanzirkulation als auch kleinskalige Meeresströmungen, ist verantwortlich für die Verteilung und Umlagerung von natürlichen Sedimenten und Schwebstoffen sowie anthropogen eingetragenen Materialen (z.B. Mikroplastik) in unseren Ozeanen. Dabei wird die natürliche Sedimentdynamik und damit der Aufbau unseres Meeresbodens mehr und mehr durch den Menschen beeinflusst. Ein besseres Verständnis der Strömungsdynamik, der assoziierten Transportprozesse und der draus resultierenden Morphologien ist somit entscheidend für den Schutz unserer Meere und die Entwicklung nachhaltiger Nutzungskonzepte.

Hochentwickelte Computersimulationen ermöglichen es heute, komplexe Strömungsbedingungen, Transportprozesse und und morphologische Entwicklung auf einem breiten räumlichen und zeitlichen Skalenspektrum zu modellieren. Durch diese hochauflösenden Simulationen erhalten wir Einblicke in Strömungsmuster und Partikeldynamik sowie in die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Meeresströmungen und Stofftransport. Unsere Modelle ermöglichen dabei auch wichtige Erkenntnisse über die Verteilung von Schadstoffen im Ozean. Dies ist gerade im Bereich fragiler mariner Ökosysteme, wie beispielsweise Korallenriffen und Mangrovenwäldern, für eine Bewertung von Umwelteinflüssen und die Entwicklung von Schutzstrategien zur Erhaltung der Artenvielfalt in den Ozeanen von wachsender Bedeutung.

Die dabei zum Einsatz kommenden Simulationstechniken sind angepasst an die jeweilige Fragestellung sehr vielfältig. Im Bereich der Strömungsdynamik setzen wir eine Vielzahl verschiedener Methoden u.a. Computational Fluid Dynamics (CFD; OpenFOAM), Delft 3D, … ein, um die Bewegung von Wassermaßen und den Sediment- und Stofftransport in marinen Systemen zu berechnen.