Die numerische Untersuchung der turbulenten Strömung in heterogenen Waldbeständen unter Verwendung hochauflösender Vegetationsdaten

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Mehr als ein Drittel unserer Erdoberfl äche bedecken Wälder, welche durch ihre intensive Wechselwirkung mit der atmosphärischen Grenzschicht seit mehreren Jahrhunderten einen zentralen Forschungsgegenstand bilden. Ziel dieser Dissertation ist es, mit Hilfe der Numerik einen Beitrag zum Verständnis der von einer hohen Dynamik geprägten, turbulenten Strömung in einer realen Vegetationsschicht zu leisten. Dazu werden die Ergebnisse verschiedener Grobstruktursimulationen präsentiert, welche sich am Tharandter Wald, einem Waldstück nahe der Stadt Dresden, orientieren. Das Untersuchungsgebiet beinhaltet eine größere Lichtung namens Wildacker und stand ebenfalls im Zentrum einer Freilandmesskampagne, welche als Referenz dient. Ausgehend vom aktuellen Stand der Forschung am homogenen Wald nähern sich die gezeigten Grobstruktursimulationen stufenweise an die Realität des untersuchten Forstbestandes an. In der höchsten Stufe wird die kleinräumige Heterogenität der vorhandenen Vegetation durch terrestrisches Laserscanning abgebildet und um eine statistisch näherungsweise exakte Reproduktion des Tharandter Waldes auf der Grundlage von Forstkarten und von fl ächendeckend verfügbaren luftgestützten Laserscans ergänzt. Daraus entsteht eine dreidimensionale heterogene Vegetationsverteilung für die numerische Simulation, welche die individuellen Merkmale der einzelnen Bäume sichtbar macht und letztendlich ein sehr komplexes turbulentes Geschwindigkeitsfeld mit einer Vielzahl von Besonderheiten im Bestand und auf der Lichtung erzeugt.