Article

Berechnung der Rammschallausbreitung unter Berücksichtigung von bathymetrie-induzierten 3D-Effekten

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 09:40-10:00
Room: MW 2250
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Session: Meeresakustik
Abstract: Die weltweite Errichtung von Offshore-Bauwerken und insbesondere der Ausbau der Offshore-Windenergie führen zu einem erheblichen Anstieg von Pfahlgründungen. Zur Einbringung der Pfähle in den Meeresboden werden diese mittels Schlagrammung in den Boden getrieben. Die Rammungen führen zu sehr hohen Schalldrücken im Wasser, die schädlich für marine Säugetiere sein können. Zum Schutz der marinen Fauna sind in vielen Ländern der Europäischen Union Grenzwerte für die Schallpegel einzuhalten. Zur Vorhersage der Schallpegel sowie zur Abschätzung der Notwendigkeit von Schallschutzsystemen sind numerische Berechnungsmethoden unabdingbar. Hierfür sind, bei nur geringen Änderungen der Bathymetrie, rotationssymmetrische 2D-Modelle geeignet, welche in umfangreichen Projekten validiert und verifiziert wurden. Für Pfahlstandorte mit stark variierender Topologie des Meeresbodens ist hingegen eine Weiterentwicklung hin zu 3D-Modellen notwendig. Für die Berechnung der Rammschallausbreitung unter Berücksichtigung von 3D-Effekten wurde ein Parabolic Equation (PE) Fernfeldmodell entwickelt. Dieses basiert auf einer split-step Padé Approximation in Azimut- und Tiefenrichtung. Als Startwerte für das PE-Fernfeldmodell werden die Resultate eines FE-Modells für das geometrische Nahfeld genutzt. An einem realistischen Beispiel mit stark variierender Bathymetrie werden die Ergebnisse des 3D-PE-Modells mit den 2D-Ergebnissen der PE und der FEM verglichen und die bathymetrie- induzierten 3D-Effekte sowie deren Einfluss auf die Schallpegel aufgezeigt.