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Schneeverhalten besser verstehen und vorhersagen

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Veröffentlicht am Mittwoch, den 01. März 2017

Ingenieure der Universität Luxemburg arbeiten gemeinsam mit Wissenschaftlern des WSL-Institutes für Schnee- und Lawinenforschung SLF in der Schweiz für eine bessere Analyse der mechanischen Eigenschaften von Schnee. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Computermodells, das bei der Lösung typischer technischer Probleme im Zusammenhang mit Schnee hilft.

Das Modell kann beispielsweise dazu verwendet werden, Lawinen vorherzusagen, die Schneelast auf Gebäuden zu ermitteln oder die Traktion von Fahrzeugen auf schneebedeckten Oberflächen zu berechnen, indem das Verhalten von Schnee vorhergesagt wird.

Nach zahlreichen Forschungen im Zusammenhang mit Hochwasserszenarien und der Entwicklung einer innovativen mathematischen Methode zur Simulation des Transports von Treibgut und zur Vorhersage seiner Auswirkungen auf Gebäude und andere Bauwerke hat Bernhard Peters, Professor für Thermo- und Fluiddynamik und Leiter des LuXDEM-Forschungsteams an der Fakultät für Naturwissenschaften, Technologie und Kommunikation seine Forschungstätigkeiten auf den Bereich Schneesimulation ausgedehnt.

Entwicklung eines neuen diskreten Modells

Prof. Dr. Peters und sein Forschungsteam arbeiten derzeit an der Entwicklung eines Modells, das anhand der Struktur der mikroskopischen Schneepartikel das Verhalten und die Eigenschaften von Schneemassen unter Druck berechnet. „Dieses Modell bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Schneemodellen. Erstens können mit einem unserem Modell Informationen zu der Mikrostruktur der Schneepartikel direkt einbezogen werden. Zweitens berücksichtigt es Kontakte und Bindungen zwischen den Schneekörnern. Drittens lassen sich mit dem Modell die umfangreichen Verschiebungen und Neuanordnung von Schneekörnern während der Deformation eindeutig beschreiben. Somit enthält unser Partikel-Modell alle wichtigen physikalischen Prozesse“, erklärt Bernhard Peters.

Zur Validierung dieses neuen Modells hat Prof. Dr. Peters Experten dieses Gebiets von einem der weltweit renommiertesten Schneeforschungsinstitute, dem WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF in Davos Dorf in der Schweiz, involviert. „Mit dem Projekt wird das sich gegenseitig ergänzende Expertenwissen der zwei beteiligten Forschungsgruppen zusammengetragen. Luxemburg nimmt dabei die Expertenrolle im Bereich Diskrete-Elemente-Modelle ein und die Schweiz in der tomografischen Untersuchung und der experimentellen Messung von Schneeeigenschaften“, fügt Prof. Dr. Peters hinzu.

Das Zwei-Länder-Projekt wurde offiziell am 8. Dezember 2016 bei einem Kick-off-Meeting ins Leben gerufen und wird vom luxemburgischen Nationalen Forschungsfonds (FNR) und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNSF) für einen Zeitraum von drei Jahren finanziert.

© Michel Brumat / Universität Luxemburg