Das Exponat zeigt den NGT-Cargo im Maßstab 1:25 auf einem kurzen Schienensegment vor einem erweiterten Tunnelportal, das mit einer ventilierten Haube ausgestattet ist. Der Aufbau demonstriert, wie in der Tunnelsimulationsanlage Göttingen (TSG) aerodynamische Effekte bei der Einfahrt eines Hochgeschwindigkeitszuges in einen Tunnel im Modellmaßstab untersucht werden.
DLR-Forscherin Dr. Daniela Heine erklärt das Exponat
Bei einer solchen Einfahrt werden Druckwellen erzeugt, die mit Schallgeschwindigkeit in den Tunnel hineinlaufen. Dadurch können starke Lasten auf die Infrastruktur im Tunnel entstehen und bei längeren Tunneln können sich sogenannte Mikrodruckwellen ausbilden, die als störender Knall am anderen Tunnelende in die Umgebung abgestrahlt werden. Beide Effekte sind unerwünscht und müssen im normalen Betrieb so weit wie möglich vermieden werden. So werden zur Abschwächung der Druckwellen erweiterte Tunnelportale mit Hauben eingesetzt.
Diese Hauben besitzen einen etwas größeren Querschnitt als der eigentliche Tunnel und sind mit Öffnungen ausgestattet, aus denen die Luft seitlich oder nach oben austreten kann. Die Modellexperimente in der Anlage TSG dienen einerseits dem Verständnis der physikalischen Vorgänge bei der Druckwellenentstehung und andererseits der Validierung und Weiterentwicklung theoretischer beziehungsweise numerischer Verfahren. Letztere werden für die Auslegung und Optimierung neuer Tunnelportale eingesetzt. Anhand des Exponats soll die Wirkungsweise der Portalhauben mit Öffnungen veranschaulicht werden. Gleichzeitig soll gezeigt werden, wie die Druckwellen im Modellmaßstab experimentell untersucht werden. Dabei wird die Arbeitsweise der Anlage TSG gezeigt und es werden die unterschiedlichen Messtechniken vorgestellt, die bei den Experimenten zum Einsatz kommen.
Das erste Foto zeigt ein Modell des NGT bei der Einfahrt in den Modelltunnel in der Anlage TSG. Der Modelltunnel hat eine Länge von 10 m und ist mit einer 1,7 m langen Portalhaube ausgestattet. Gemessen wird der Druckverlauf im Tunnel mit Hilfe von Drucksensoren.
Das zweite Bild zeigt das mit Laserlicht beleuchtete Portalmodell. Dieses Laserlicht wird bei optischen Verfahren zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eingesetzt. Damit wurde die Strömung aus den Öffnungen in der Portalhaube bei der Einfahrt der Zugmodelle vermessen. Entsprechende Ergebnisse werden anhand des Exponats vorgestellt.