In unserem kürzlich im Fachjournal Ocean Engineering veröffentlichten Artikel präsentieren wir ein neues Konzept, das die Vorhersage von Kolkbildung um die Monopile-Fundamente von Windkraftanlagen drastisch vereinfacht. Mit der Zeit erodieren starke Unterwasserströmungen und Wellen den Meeresboden um diese massiven Pfeiler. Anstatt auf komplexe Unterwasser-Strömungsmessungen direkt vor Ort angewiesen zu sein, die auf offener See kaum flächendeckend verfügbar sind, nutzt unser neuer Ansatz die sogenannte „synthetische effektive Strömungsarbeit“ (W*synth).
Die Grundidee:
Das Ganze funktioniert im Prinzip wie die Vorhersage, wie stark ein Sandhügel bei Unwetter abgetragen wird, ohne dass man einen Sensor braucht, der jede einzelne Windböe misst. Stattdessen berechnet man die gesamte „Arbeit“, die auf den Boden einwirkt, anhand leicht verfügbarer Daten wie der allgemeinen Windgeschwindigkeit und der Regendauer.
Für die Meeresumwelt nutzen wir standardmäßige, leicht zu erfassende Parameter wie die signifikante Wellenhöhe, die Wellenperiode und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit, um eine maßgeschneiderte mathematische Strömungssimulation zu generieren. Indem wir diese Bedingungen in eine einzige Kennzahl für die kumulierte hydraulische Energie übersetzen, können wir sowohl die endgültige Erosion des Meeresbodens als auch deren zeitliche Entwicklung viel genauer vorhersagen. Validiert durch großskalige Experimente im GWK+ in Hannover sowie reale Felddaten aus dem Offshore-Windpark „Gunfleet Sands“ übertrifft unser anwenderfreundliches Modell den aktuellen Stand der Technik deutlich. Ein deutlicher Fortschritt, um marine Infrastrukturen widerstandsfähiger, nachhaltiger und sicherer zu machen.
Hier geht es zu unserem vollständigen Paper:
Hoballah Jalloul, M., Satari, R., Schendel, A., Welzel, M., Kerpen, N. B., Neuweiler, I., & Schlurmann, T. (2026). Adapting the effective flow work method for monopile scour estimation under combined wave-current loading. Ocean Engineering, 362(126442), 126442. doi:10.1016/j.oceaneng.2026.126442
