Description: 1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Bei der numerischen Modellierung von Flüssen ergibt sich oft ein Zielkonflikt zwischen der Genauigkeit und Korrektheit der Berechnung von Strömungszuständen und der zur Verfügung stehenden Rechenkapazitäten. Eine Effizienzsteigerung der Verfahren kann nicht nur durch Anwendung leistungsfähiger Hardware und entsprechender Programmiertechniken erreicht werden, sondern auch durch methodische Entwicklungen. Die sich in der Entwicklung befindende Subgrid-Methode erlaubt eine Erhöhung der Genauigkeit der Repräsentation der Bodentopographie des zu modellierenden Gebiets, ohne die Rechenaufwände zu erhöhen, und gleichzeitig eine wesentliche Verbesserung der Reproduktion von Überflutungs- und Trockenfallen-Prozessen (Casulli V, Zanolli P. 2002; Casulli V. 2009; Casulli V. , Stelling G.S. 2010). Die bereits etablierte Multigrid-Methode, die eine Hierarchie der Haupt- und Subnetze nutzt, bringt eine Verbesserung der Effizienz des Lösungsverfahrens mit sich, insbesondere für (quasi-)stationäre Strömungszustände. 1.2 Bedeutung für die WSV: - Wesentliche Effizienzsteigerung der Berechnung von quasi-stationären und auch stationären Strömungen in Flüssen bei gleichzeitiger Erhöhung der Genauigkeit (auch in Hinblick auf morphodynamische Berechnungen). - Effiziente Nutzung der in immer höherer Genauigkeit vorliegenden Geländemodelle, mit dem Ziel, ein Gleichgewicht zwischen rechnerischem Aufwand und der Korrektheit der Modellierung zu finden. - Vertiefung der fachlichen Beziehungen zwischen Deutschland und den Niederlanden und ihren wasserbaulichen Einrichtungen Rijkswaterstaat und Deltares sowie der TU Delft. 1.3 Untersuchungsziel: - Analyse des Ist-Zustandes der numerischen Modellierung von Flüssen im Hinblick auf mögliche Verbesserungen der Modellierungsmethoden und deren Effizienzsteigerung. - Entwicklung der Methoden für eine zur Topographie konsistent hoch aufgelöste Abbildung des Geschwindigkeitsfeldes auf Subgrid-Niveau. - Untersuchung der Effizienz eines kombinierten Multigrid-/ Subgrid-Ansatzes zur Beschleunigung der Berechnung von stationären Strömungszuständen in Flüssen. - Untersuchung der Genauigkeit der Subgrid-Methode bezüglich der Wiedergabe von Sohlschubspannungsverteilungen auf Subgrid-Niveau im Hinblick auf die Anwendbarkeit der Entwicklung in der Modellierung morphologischer Prozesse. 2 Untersuchungsmethoden: - Numerische Methoden für Strömungen mit freier Oberfläche und Morphodynamik der Flüsse, mit Betonung auf Multi- und Subgrid-Methoden.
SupportProgram
Origins: /Bund/BAW /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Hydrodynamik ? Fluss ? Bundesrepublik Deutschland ? Niederlande ? Hardware ? Topographie ? Fortpflanzung ? Modellierung ? Effizienzsteigerung ? Geländemodell ? Stationäre Strömung ? WISSENSSTAND ? Zielkonflikt ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2010-01-01 - 2016-12-31
Webseite zum Förderprojekt
http://dx.doi.org/10.1002/2013WR014411 (Webseite)Webseite zum Förderprojekt
http://dx.doi.org/10.1002/fld.2361 (Webseite)Webseite zum Förderprojekt
http://dx.doi.org/10.1002/fld.4172 (Webseite)Accessed 1 times.