Untersuchung von 3D Feststofftransportmodellen von Fließgewässern und Speichern

Laufzeit: 01.11.2016
Abteilung: LWW

Inhalt

Numerische Modelle werden erst durch einen umfassenden Kalibrierungs- bzw. Validierungsprozess zu Prognosemodellen, welche für zukünftige Szenariensimulationen verwendet werden können. Die größte Herausforderung in der Kalibrierung besteht darin einen geeigneten Satz von Parametern und Werten zu wählen um das beste Simulationsergebnis basierend auf einem Vergleich mit Naturdaten zu erhalten. Die Auswahl geeigneter Werte für die verschiedenen Parameter erfordert eine hohe Expertise des Modellierers. Nicht nur Kenntnisse bezüglich der Randbedingungen sondern auch der Bereiche, in denen die verschiedenen Parameter variiert werden können, sind dazu notwendig.

Speziell Feststofftransportmodelle sind hochgradig parametrisiert. Daher ergibt sich ein weiterer Komplexitätsgrad aus der Kombination verschiedener hydrodynamischer als auch morphologischer Parameter, welche zum Beispiel den Sedimenttransport beeinflussen. Die Verwendung modellunabhängiger Kalibrierwerkzeuge, z. B. PEST, hat den Vorteil, dass diese den Arbeitsaufwand des Kalibrierprozesses verringern können. Zudem verringern diese Werkzeuge die Subjektivität des Benutzers und tragen dazu bei Fehler zu verhindern, welche durch ungenaue Annahmen und Kombinationen der beteiligten Parameter verursacht werden.

Im Rahmen dieser Dissertation werden zwei Themengebiete bearbeitet:

  • Automatische Kalibrierung eines 3D Feststofftransportmodells einer 180° Fließgewässerkurve

Der Sedimenttransport in Flusskurven ist ein komplexes Phänomen, da das Fließverhalten unter anderem von Sekundärströmungen dominiert wird. Um die Komplexität der Strömungseigenschaften und der Sedimenttransportmechanismen in Flussbiegungen und Mäandern zu beschreiben, ist daher die Verwendung von 3D numerischen Modellen unerlässlich. Dieses Projekt beinhaltet die Anwendung einer automatisierten Kalibrierung für ein 3D Feststofftransportmodell eines U-förmigen Kanals in einer 180° Fließgewässerkurve.

  • Untersuchung des Einflusses der Geometrie von Flachwasserspeichern auf Ablagerungsprozesse von Feinsedimenten mittels numerische Modellierung

Die Planung eines nachhaltigen Wasserspeichers erfordert die genaue Vorhersage von Sedimenttransport, Erosion und Deposition. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, die physikalischen Prozesse bei der Sedimentation von flachen Speichern besser zu verstehen und den Einfluss der Geometrie auf die Sedimentation von Schwebstoffen zu untersuchen. Darüber hinaus beschäftigt sich das Projekt mit der Anwendung der automatischen Kalibrierung bei der numerischen Modellierung von flachen Speichern.

Projektleiterin

Stellvertreter

Bearbeiter

Abteilung

LWW

Zeitraum

Von 01.11.2016

Finanzen

Stipendium - Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)

Partner

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