picture of the institute with institute logo
homeicon uni sucheicon search siteicon sitemap kontakticon contact
unilogo Universität Stuttgart
Institute of Hydraulic Engineering

Research: Dept. of Hydromechanics and Modeling of Hydrosystems

german-icon print view
 
Landesforschungsverbund WiR Ba-Wü: Parallele Simulationswerkzeuge
Teilprojekt B4.1: Modellierung und Analyse skalenabhängig gekoppelter Stoffströme im Hydrosystem Untergrund
Project manager:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Deputy:Prof. Dr.-Ing. Reinhard Hinkelmann
Research assistants:Dipl.-Math. Ulrich Ölmann
Duration:1.10.1999 - 30.9.2001
Funding:Land Baden-Württemberg
Project Partners: siehe Homepage von WiR Ba-Wü;
Publications: Link

Abstract:

Der Einsatz von Computern und damit des wissenschaftlichen Rechnens (WiR) in den technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen brachte dort eine völlig neue Qualität in die Möglichkeiten der Forschung: Theorie und Experiment werden ergänzt durch den Einsatz der modernen Computersimulation. Realitätsnahe und damit komplexe Modelle, die eine geschlossene mathematische Behandlung nicht mehr erlauben, werden durch die Methoden des wissenschaftlichen Rechnens einer Analyse zugänglich gemacht.

Bausteine hiervon sind ausgefeilte Modellierungen der zu simulierenden Prozesse, aktuelle numerische Methoden und ihre Implementierung auf höchstleistungsfähigen Rechnerarchitekturen zusammen mit mächtigen Softwaretools zur Vor- und Nachbereitung der Rechenläufe: Wissenschaftliches Rechnen erfordert eine tiefgehende Verzahnung der Ingenieur- bzw. Naturwissenschaften, der Mathematik und Informatik.

Der Landesforschungsverbund "WiR Ba-Wü" stellt ein Kompetenzzentrum für diese Disziplin dar. Er unterstützt sie in Forschung und Lehre und fördert die Zusammenarbeit mit Industrie und Wirtschaft.

Zusammenfassung des Teilprojektes B4.1:

Strömungen in großräumigen stark heterogenen porösen Medien sind in ausgeprägter Weise skalenabhängig. Lassen sich mikroskopisch noch sinnvolle Parameter für Materialgesetze angeben, so wird die Konstruktion makroskopischer Analoga in klassischer Weise meist phänomenologisch vorgenommen. Dies macht in komplizierteren Fällen große Schwierigkeiten. Von besonderem Interesse ist daher die numerische Behandlung der Hochskalierung. Das typische Vorgehen ist die Lösung eines "Subskalenmodells" zur Beschreibung des mikroskopischen Verhaltens innerhalb des Lösers für das makroskopische Modell.

Ziel des vorliegenden Projektes ist die Erstellung einer Strategie zur Hochskalierung der Mehrphasenmodelle im Hydrosystem Untergrund. Dazu sollen Zwei- bzw. Mehrskalenansätze durch eine Verknüpfung von Mehrkontinuamodellen, Mehrgitterverfahren und parallelen Methoden entwickelt werden. Aufgrund der zu erwartenden hohen Anforderungen an Rechenzeit und Speicherplatz kann eine entsprechende Softwarebasis nur auf parallelen Hochleistungsrechnerarchitekturen sinnvoll umgesetzt werden.