TY - THES A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Imaging techniques for investigation of free-surface flows in hydraulic laboratories N2 - This thesis aims at the presentation and discussion of well-accepted and new imaging techniques applied to different types of flow in common hydraulic engineering environments. All studies are conducted in laboratory conditions and focus on flow depth and velocity measurements. Investigated flows cover a wide range of complexity, e.g. propagation of waves, dam-break flows, slightly and fully aerated spillway flows as well as highly turbulent hydraulic jumps. Newimagingmethods are compared to different types of sensorswhich are frequently employed in contemporary laboratory studies. This classical instrumentation as well as the general concept of hydraulic modeling is introduced to give an overview on experimental methods. Flow depths are commonly measured by means of ultrasonic sensors, also known as acoustic displacement sensors. These sensors may provide accurate data with high sample rates in case of simple flow conditions, e.g. low-turbulent clear water flows. However, with increasing turbulence, higher uncertainty must be considered. Moreover, ultrasonic sensors can provide point data only, while the relatively large acoustic beam footprint may lead to another source of uncertainty in case of relatively short, highly turbulent surface fluctuations (ripples) or free-surface air-water flows. Analysis of turbulent length and time scales of surface fluctuations from point measurements is also difficult. Imaging techniques with different dimensionality, however, may close this gap. It is shown in this thesis that edge detection methods (known from computer vision) may be used for two-dimensional free-surface extraction (i.e. from images taken through transparant sidewalls in laboratory flumes). Another opportunity in hydraulic laboratory studies comes with the application of stereo vision. Low-cost RGB-D sensors can be used to gather instantaneous, three-dimensional free-surface elevations, even in flows with very high complexity (e.g. aerated hydraulic jumps). It will be shown that the uncertainty of these methods is of similar order as for classical instruments. Particle Image Velocimetry (PIV) is a well-accepted and widespread imaging technique for velocity determination in laboratory conditions. In combination with high-speed cameras, PIV can give time-resolved velocity fields in 2D/3D or even as volumetric flow fields. PIV is based on a cross-correlation technique applied to small subimages of seeded flows. The minimum size of these subimages defines the maximum spatial resolution of resulting velocity fields. A derivative of PIV for aerated flows is also available, i.e. the so-called Bubble Image Velocimetry (BIV). This thesis emphasizes the capacities and limitations of both methods, using relatively simple setups with halogen and LED illuminations. It will be demonstrated that PIV/BIV images may also be processed by means of Optical Flow (OF) techniques. OF is another method originating from the computer vision discipline, based on the assumption of image brightness conservation within a sequence of images. The Horn-Schunck approach, which has been first employed to hydraulic engineering problems in the studies presented herein, yields dense velocity fields, i.e. pixelwise velocity data. As discussed hereinafter, the accuracy of OF competes well with PIV for clear-water flows and even improves results (compared to BIV) for aerated flow conditions. In order to independently benchmark the OF approach, synthetic images with defined turbulence intensitiy are used. Computer vision offers new opportunities that may help to improve the understanding of fluid mechanics and fluid-structure interactions in laboratory investigations. In prototype environments, it can be employed for obstacle detection (e.g. identification of potential fish migration corridors) and recognition (e.g. fish species for monitoring in a fishway) or surface reconstruction (e.g. inspection of hydraulic structures). It can thus be expected that applications to hydraulic engineering problems will develop rapidly in near future. Current methods have not been developed for fluids in motion. Systematic future developments are needed to improve the results in such difficult conditions. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.25926/BUW/0-172 ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Kamerabasierte Fließtiefen- und Geschwindigkeitsmessungen JF - Wasserwirtschaft N2 - In der wasserbaulichen Forschung werden neben klassischen Messinstrumenten zunehmend kamerabasierte Verfahren genutzt. Diese erlauben neben der Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten auch die Detektion der freien Wasseroberfläche oder zeitliche Vermessung von Kolken. Durch die hohen räumlichen und zeitlichen Auflösungen, welche neueste Kamerasensoren liefern, können neue Erkenntnisse in turbulenten, komplexen Strömungen gewonnen werden. Auch in der Praxis können diese Verfahren mit geringem Aufwand wichtige Daten liefern. KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2024 SN - 0043-0978 VL - 114 IS - 4 SP - 47 EP - 53 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Oertel, Mario A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Hochwasserschutz - eine Aufgabe für eine nachhaltige Wasserwirtschaft JF - Wasserwirtschaft KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2021 SN - 0043-0978 VL - 111 IS - 9-10 SP - 3 EP - 19 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Extreme flooding in Western Germany: some thoughts on hazards, return periods and risk JF - Hydrolink N2 - The low-pressure system Bernd involved extreme rainfalls in the Western part of Germany in July 2021, resulting in major floods, severe damages and a tremendous number of casualties. Such extreme events are rare and full flood protection can never be ensured with reasonable financial means. But still, this event must be starting point to reconsider current design concepts. This article aims at sharing some thoughts on potential hazards, the selection of return periods and remaining risk with the focus on Germany. Y1 - 2021 IS - 4 SP - 108 EP - 113 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) CY - Madrid ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Privates Baurecht und Nachtragsmanagement T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Kein Bauvorhaben sollte realisiert werden, ohne dass es auf einer vertraglichen Grundlage zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer fußt. Diese vertragliche Grundlage zu kennen ist essenziell, um dementsprechend handeln zu können. Denn nur wer seine eigenen Rechte und auch Pflichten kennt, kann sich auf diese berufen. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_3 SP - 149 EP - 216 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Krause, Thomas ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Baumaschinen T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Die Leistungsermittlung und Bemessung von Baumaschinen für die folgenden Bereiche werden bearbeitet: Maschinen für den Betonbau, Hebezeuge, Maschinen für den Erdbau, Straßenbaumaschinen, Rückbaugeräte und Elemente der Baustelleneinrichtung. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_8 SP - 399 EP - 498 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - BOOK A1 - Laumann, Jörg A1 - Wolf, Christian T1 - Stahlbau 1 : Bemessung von Stahlbauten nach Eurocode mit zahlreichen Beispielen Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41323-1 (Print) SN - 978-3-658-41324-8 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41324-8 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 26., überarbeitete und aktualisierte Auflage ER - TY - CHAP A1 - Melzner, Jürgen A1 - Ferger, Martin ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Building Information Modeling T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Durch die Einführung von Building Information Modeling (BIM) sowohl projektspezifisch als auch in ganze Unternehmungen hat die Baubranche einen weitreichenden Veränderungsprozess angestoßen. Building Information Modeling kann als eine Methode angesehen werden, um die Informationsasymmetrien zwischen den Projektbeteiligten so gering wie möglich zu halten. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_15 SP - 1051 EP - 1073 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Kalkulation T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Das Kapitel behandelt die Kosten- und Preisermittlung, die Kostenvorgabe und Kostenkontrolle. Der Angebotspreis wird aufgeschlüsselt in die Einzelkosten der Teilleistungen, die Baustellengemeinkosten, die Allgemeinen Geschäftskosten und einen Zuschlag für Wagnis und Gewinn. Auf der Basis der Angebotskalkulation werden die Vorgaben für die Kostenkontrolle entwickelt. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_12 SP - 801 EP - 909 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Krause, Thomas ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Schalung und Gerüste T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Systemschalungen und Systemgerüste haben den Baustellenbetrieb in vielen Bereichen sehr vereinfacht. Dennoch sind Kenntnisse in diesen Feldern für eine erfolgreiche und effektive Bauleitung unverzichtbar. In diesem Kapitel werden Hinweise und Empfehlungen für die Bemessung und Einsatz von Schalungen, Trag- und Arbeitsgerüsten für den Baustellenbetrieb gegeben. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_10 SP - 659 EP - 705 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER -