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3D Windgeschwindigkeitssimulation und -kartierung im urbanen Raum

Quelle: DLR – IMF / PBA - Maximilian Langheinrich

Projektbeschreibung

Bei dem Projekt WZM handelte es sich um eine Machbarkeitsstudie zur Ableitung von hochaufgelösten Gefährdungskarten und Schadensmodellen hinsichtlich der Einwirkung von Stürmen, Böen und Orkane auf Gebäude im dicht besiedelten urbanen und dünner besiedelten ländlichen Raum.

Als Datenbasis dienten hierbei frei verfügbare Geo-, Vermessungs- und Wetterdaten der öffentlichen Hand. Basierend auf diesen Datensätzen wurde mittels computergestützter Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics; CFD) der turbulenten Vorgänge in der bodennahen Erdatmosphäre, ein Strömungsmodell unter Vorgabe repräsentativer Startparameter in Form von Windrichtung und -geschwindigkeit sowie Luftdruck berechnet. Die aus den Simulationen abgeleiteten dreidimensionalen Sturmgeschwindigkeitsfelder wurden mit historischen und aktuellen Bestands- und Schadensdaten verschnitten.

Ziel war die Aufdeckung eines statistischen bzw. funktionalen Zusammenhangs zwischen Gelände- / Gebäudetopographie, Windeinwirkung und der daraus folgenden potentiellen Gefährdung von Gebäuden

Ergebnisse und Wirkung

Ergebnis der Arbeiten zur hochauflösenden dreidimensionalen Windfeldsimulation ist eine automatische Prozesskette zur Fusion dreidimensionaler Geo- und Vermessungsdaten und anschließender Berechnung der dreidimensionalen Navier-Stokes-Gleichungen der turbulenten, atmosphärischen Wind-fortpflanzung.

Die Ergebnisse der im Projekt erzeugten Windfelder lassen sich mit folgenden Eckdaten zusammenfassen:

• 172 Testfelder der Größe 500 x 500 Meter
• 19 zusammenhängende Gebiete im Raum NRW
• Prozessierte Fläche von insgesamt 48 km²
• Auflösung von 1 x 1 x 1 Meter.

Es wurde mit den großflächigen, hochauflösenden Windsimulationen ein Datensatz mit besonderem Wert geschaffen. Dieser birgt Potential für weiterführende Analysen, Betrachtungen und Anwendungen.

Zuwendungsempfänger

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.

  • FKZ: 19F1046A
Projektvolumen79.020,00
(davon 100 % Fördermittel durch das BMVI)
Projektlaufzeit10/2018 - 9/2019
Assoziierter ProjektpartnerWestfälische Provinzial Versicherung, Münster
AnsprechpartnerInstitut für Methodik der Fernerkundung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Photogrammetrie und Bildanalyse
Maximilian Langheinrich
Tel.: 08153 28-3130
E-Mail: maximilian.langheinrich@dlr.de