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Korrelation und Richtungsabhängigkeit extremer Einwirkungsparameter in der Deutschen Bucht

Leitung:Dr.-Ing. habil. Michael Hansen
Bearbeitung:Boso Schmidt
Laufzeit:01.02.2015 - 31.01.2017
Förderung durch:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bild Korrelation und Richtungsabhängigkeit extremer Einwirkungsparameter in der Deutschen Bucht

Gleichzeitig auftretende extreme Wind- und Seegangsereignisse sind bisher kaum erforscht. Durchgeführte Untersuchungen zeigen jedoch, dass extreme Einzelereignisse in der deutschen Bucht aus unterschiedlichen Richtungen zu erwarten sind. Daher ist die derzeit zumeist in der Bemessung durchgeführte gleichgerichtete Überlagerung mehrerer Extremereignisse unzutreffend. Ob und wie ein Extremereignis mit einem weniger extremen weiteren Umweltereignis überlagert werden muss, ist nicht bekannt. Derzeit existieren hierzu nahezu ausschließlich Untersuchungen an numerisch simulierten Daten, welche mit großen Unsicherheiten behaftet sind. Ein verlässliches Kombinationsmodell, basierend auf Messzeitreihen zur Bestimmung gleichzeitig auftretender extremer Wind- und Seegangsereignisse in der südlichen Nordsee, existiert nicht.

Mithilfe bundesfinanzierter Forschungsvorhaben wurde in den letzten zehn Jahren durch den Bau mehrerer Forschungsplattformen in der Nordsee ein Datenbestand geschaffen, durch den Auswertungen hinsichtlich zeitgleicher und gleichgerichteter Extremereignisse möglich werden. Ausgehend von „herkömmlichen“ Kombinationsregeln des üblichen Hoch- und Ingenieurbaus, soll aus den Messzeitreihen gleichgerichteter Einwirkungsparameter und synchron erfassten Messzeitreihen ein neuer Ansatz entwickelt werden, der die Kombination unterschiedlicher extremer Einwirkungsparameter der deutschen Bucht beschreibt. Am Beispiel synchroner Messzeitreihen der Forschungsplattform FINO 1 soll diese Methode validiert werden. Die Übertragbarkeit der Methode auf andere Standorte soll anhand der örtlichen Messzeitreihen der Standorte FINO 3, Nordseeboje II / III überprüft werden. Da ein solches Kombinationsmodell direkt auf Einwirkungsparameter wie Windgeschwindigkeit und Wellenhöhe angesetzt wird, sind diese Korrelationsansätze strukturunabhängig. Somit können bestehende Simulationsansätze der offshore-spezifischen Beanspruchungsermittlung am Gesamtsystem weiter angewendet werden.

Ein solches Kombinationsmodell für extreme Einwirkungsparameter stellt die Grundlage für eine Vielzahl von Anwendungen dar. In erster Linie dient ein solches Modell der sicheren und wirtschaftlichen Auslegung von Offshore-Strukturen, aber auch für die Festlegung von Wetterfenstern für Bau- und Wartungsarbeiten ist die Kenntnis von kombinierten Wind- und Seegangsereignissen von großer Bedeutung.

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