Robert Manning

Robert Manning (* Oktober 1816 in der Normandie; † 1897 in Irland) war ein irischer Ingenieur. Er hat der Gauckler-Manning-Strickler-Fließformel seinen Namen gegeben.

Leben

Manning wurde ein Jahr nach der Schlacht von Waterloo, an der sein Vater teilgenommen hatte, geboren. 1826 zog er nach Waterford in Irland und arbeitete als Buchhalter.

1846, während der großen Hungersnot, wurde Manning in der "arteriellen Drainageabteilung" des irischen Büros für öffentliche Arbeiten (Office of Public Works) angestellt. Nachdem er eine Weile als Zeichner gearbeitet hatte, wurde er noch im selben Jahr zum Assistenzingenieur von Samuel Roberts ernannt. 1848 wurde er Bezirksingenieur, und behielt diese Position bis 1855. Als Bezirksingenieur las er „Traité d'Hydraulique“ von Jean François d’Aubuisson de Voisins, und entwickelte danach ein großes Interesse an Hydraulik.

Von 1855 bis 1869 war Manning beim Marquis von Downshire beschäftigt, wo er den Bau des Hafens Dundrum Bay in Irland überwachte und eine Wasserversorgung für Belfast entwarf. Nach dem Tod des Marquis im Jahr 1869 kehrte Manning in das Irish Office of Public Works als Assistent des Chefingenieurs zurück. Er wurde Chefingenieur 1874, und behielt diese Stellung bis zu seinem Ruhestand 1891.

Manning-Formel

Manning hatte keine Ingenieurausbildung, sondern war Autodidakt in Fließmechanik. Sein Buchhalterhintergrund und Pragmatismus beeinflussten seine Arbeit und führten ihn dazu, Probleme auf ihre einfachste Form zu reduzieren. Er verglich und prüfte sieben gut bekannte Fließformeln der damaligen Zeit: Du Buat (1786), Eytelwein (1814), Weisbach (1845), de St. Venant (1851), Neville (1860), Darcy und Bazin (1865), außerdem Ganguillet und Kutter (1869). Er berechnete die Geschwindigkeit aus jeder Formel für ein gegebenes Gefälle S und für hydraulische Radien R, die von 0,25 m bis 30 m variierten. Dann nahm er für jeden Fall den mittleren Wert der sieben Geschwindigkeiten und entwickelte eine Formel, die am besten zu den Daten passte.

Seine erste Formel lautete:

$V=32[RS(1+R^{1/3})]^{1/2}.$

Dann vereinfachte er die Formel zu:

$V=CR^{x}S^{1/2}.$

1885 gab Manning x den Wert 2/3 und schrieb seine Formel so:

$V=CR^{2/3}S^{1/2}.$

In einem Brief an Alfred Aimé Flamant schrieb Manning: "Der Kehrwert von C korrespondiert eng mit n, wie schon Ganguillet und Kutter festgestellt haben; beide, C und n, sind konstant für dasselbe Gerinne."

Am 4. Dezember 1889, im Alter von 73, stellte Manning zum ersten Mal seine Formel der Institution of Civil Engineers von Irland vor. Diese Formel erblickte 1891 das Licht der Welt, in seiner Veröffentlichung „On the flow of water in open channels and pipe“ erschienen in den Transactions of the Institution of Civil Engineers (Irland).

Manning gefiel seine eigene Gleichung aus zwei Gründen nicht: Erstens war es damals schwierig, die Wurzel aus einer Zahl zu ziehen und eine Zahl mit 2/3 zu potenzieren. Zweitens war die Gleichung nicht dimensionsecht, und um korrekte physikalische Dimensionen zu erhalten, entwickelte er die folgende Gleichung:

$V=C(gS)^{1/2}[R^{1/2}+(0,22/m^{1/2})(R-0,15m)],$

wobei m die "Höhe einer Säule Quecksilber im Gleichgewicht mit der Atmosphäre" war und C eine dimensionslose Zahl, "die mit der Natur der Oberfläche variiert."

Jedoch wurde in einigen Büchern des späten 19. Jahrhunderts die Manning-Formel so geschrieben:

$V=(1/n)R^{2/3}S^{1/2}.$

Das „Handbook of Hydraulics“ von Horace Williams King (1918) führte zu der weiten Verbreitung der Manning-Formel so wie wir sie heute kennen, und auch zu der Erkenntnis, dass der Manning-Koeffizient C der Kehrwert von Kutters n ist.

In den USA wird n als Mannings Rauhigkeitsfaktor oder als Manning-Konstante bezeichnet. In Europa ist der Strickler-Faktor K dasselbe wie Mannings C, das heißt, der Kehrwert von n.

Weblinks

• History of the Manning Formula (Geschichte der Manning-Formel)
• Robert Manning (A Historical Perspective) (pdf-Datei; 40 kB)
• Short Historical Dictionary on Urban Hydrology and Drainage: Manning, Robert (PDF; 924 kB)