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unilogo Universität Stuttgart
Institute of Hydraulic Engineering

Research: Dept. of Hydromechanics and Modeling of Hydrosystems

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Festgesteins-Aquiferanalog: Experimente und Modellierung
Teilprojekt 3: Einsatz von diskreten Modellansätzen
Project manager:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Research assistants:Dr.-Ing. Mia Süß, M.Sc.
Dr.-Ing. Annette Silberhorn-Hemminger
Dr.-Ing. Lina Neunhäuserer
Duration:1.5.1996 - 30.6.2003
Funding:externer Link German Research Foundation (DFG)
Project Partners:externer Link Lehrstuhl für Angewandte Geologie, Karlsruhe
externer Link Lehrstuhl für Angewandte Geologie, Tübingen
externer Link Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Aachen
Poster:Poster 1 (GIF) - Poster 2 (GIF) - Poster 1 (PS-File) - Poster 2 (PS-File)
Publications: Link

Abstract:

Die Beschreibung von Strömungs- und Transportprozessen in geklüftet - porösen Medien stellt aufgrund der extremen Heterogenität dieser Systeme hohe Anforderungen an die numerische Modelltechnik. Es stehen diskrete und äquivalente Modellansätze zur Verfügung, deren Anwendung vom Betrachtungsmaßstab, der Datenlage und der relevanten physikalischen Prozesse abhängt. Ziel des Verbundprojektes ist es, durch die Verbindung meß- und modelltechnischer Untersuchungen Aussagen über die Anwendbarkeit und Einsatzbereiche der einzelnen Modellsätze in Abhängigkeit der oben genannten Parameter und über Art und Umfang der dafür jeweils benötigten Meßdaten zu erhalten.
In Zusammenarbeit mit den Lehrstühlen für Angewandte Geologie der Universitäten Karlsruhe und Tübingen und dem Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der RWTH Aachen werden daher experimentelle und numerische Untersuchungen zum Strömungs- und Transportverhalten im Stubensandstein durchgeführt.
Teilprojekt TP3 analysiert in diesem Zusammenhang die Modellbildung auf unterschiedlichen Skalen mit Hilfe diskreter Ansätze. Simulationen auf der Basis synthetischer Daten geben Aufschluß über die Art der für die niumerische Modellierung benötigten Meßdaten. Die sukzessive Einbeziehung von in den Teilprojekten TP1 und TP2 gemessenen Daten in den numerischen Modellaufbau ermöglicht eine optimale Nachbildung der durchgeführten Versuche. Der Vergleich der so gewonnenen Modellergebnisse mit den Meßergebnissen läßt Rückschlüsse auf die Anwendbarkeit des diskreten Modellkonzeptes auf reale Problemstellungen zu. Um die für die verschiedenen Betrachtungsmaßstäbe relevanten Parameter und Prozesse zu ermitteln, sind Sensitivitätsanalysen erforderlich. In Zusammenarbeit mit Teilprojekt TP4, das sich mit der Kontinuum - Modellierung befaßt, werden äquivalente Parameter bestimmt, die es erlauben, relevante kleinerskalige Effekte auf höheren Skalen zu berücksichtigen. Ein Vergleich der Modellergebnisse aus TP3 und TP4 ermöglicht eine Bewertung der untersuchten Modellkonzepte hinsichtlich ihrer Anwendungsbereiche.