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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung:

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MUSKAT: Multiskalen Transport - vom Porenraum zum Bodenhorizont,
Teilprojekt C: Identifikation wesentlicher Prozesse zur Bestimmung effektiver Parameter in porösen Mehrphasen-Mehrkomponentensystemen
Projektleiter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Stellvertreter:Prof. Dr.-Ing. Reinhard Hinkelmann
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dipl.-Math. Ulrich Ölmann
Dr.-Ing. Sabine Manthey
Projektdauer:1.10.1999 - 30.9.2002
Finanzierung:externer Link Deutsche Forschungsgemeinschaft
Projektpartner:externer Link Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik, AG Bodenphysik
externer Link TU München, Lehrstuhl für Bauinformatik
Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Mehrphasen-Mehrkomponentenprozesse in der Bodenzone treten in sehr unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen auf. Sie sind gekennzeichnet durch eine starke Strukturabhängigkeit und oftmals auch durch sehr unterschiedliche, mit Unsicherheiten behaftete physikalische Kenngrößen. Innerhalb des Bündelantrages stellt das Teilprojekt A röntgentomografisch ermittelte Strukturinformationen sowie experimentelle Ergebnisse (Multistep Outflow, Tracer) und das Teilprojekt B aus Simulationen auf der Porenskala gewonnene physikalische Kenngrößen zur Verfügung. Auf dieser Grundlage sollen im beantragten Teilprojekt zunächst die im TP A durchgeführten Experimente mit numerischen Simulationen auf der Kontinuumskala verglichen werden. Darauf aufbauend soll ein Zweiskalenansatz zur Identifikation wesentlicher Prozesse für die Bestimmung effektiver Parameter entwickelt werden. Der Zweiskalenansatz basiert auf einem Doppelkontinuumansatz, wobei auf der Kontinuumsebene fein- und grobskalige Strukturen sowie die dort ablaufenden Prozesse auf den entsprechenden Skalen behandelt und anschließend verknüpft werden. Im Zuge der Weiterentwicklung der Lösungsverfahren für den Zweiskalenansatz sollen parallele Mehrgitterverfahren auf die Prozeßskalen und den Doppelkontinuumansatz abgestimmt werden.