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TRIM-3D

Aus BAWiki

Basisinformationen

Programm-Name

TRIM-3D

Version

4.x / Januar 2001

Beschreibung

Oktober 2001

Stichworte

numerische Simulation
Finite Differenzen Methode
drei-dimensional, instationär, nichtlinear
hydrostatisch, nicht-hydrostatisch
Navier-Stokes-Gleichung, Reynolds-Gleichung
Tidedynamik, kurze Wellen
kurze Wellen
Advektions-Diffusions-Gleichung
Salztransport
mathematisches Verfahren TRIM-3D

Kurzbeschreibung

Das auf der Methode der Finiten Differenzen basierende drei-dimensionale mathematische Verfahren TRIM-3D dient der Simulation stationärer und instationärer Strömungs- und Transportprozesse in Gewässern mit freier Wasseroberfläche. Die folgenden physikalischen Prozesse werden von TRIM-3D berücksichtigt:

  • Reynolds-Gleichung (zeitlich gemittelte Navier-Stokes-Gleichung)
  • lokale Beschleunigung (Massenträgheit)
  • advektive Beschleunigung
  • Coriolisbeschleunigung
  • barotroper Druckgradient
  • barokliner Druckgradient
  • hydrostatische oder nicht-hydrostatische Druckverteilung
  • turbulente Diffusion in Horizontalrichtung
  • turbulente Viskosität in Vertikalrichtung unter Berücksichtigung der vertikalen Dichteschichtung
  • Bodenreibung
  • Impulseintrag durch den Wind
  • zeitvariable Höhenlage von Sohlschwellen
  • Transport von gelösten Substanzen im Wasserkörper
  • lokale Veränderung der Konzentration
  • advektiver Transport durch die Strömung
  • turbulente Diffusion in Horizontalrichtung
  • turbulente Diffusion in Vertikalrichtung unter Berücksichtigung der vertikalen Dichteschichtung

Die horizontale turbulente Diffusion wird durch konstante Koeffizienten beschrieben.

Mit Hilfe des mathematischen Verfahrens TRIM-3D können die folgenden Größen berechnet werden:

  • Wasserspiegelauslenkung der freien Oberfläche
  • Strömungsgeschwindigkeit
  • Salzgehalt
  • vertikale turbulente Wirbelviskosität
  • vertikale turbulente Wirbeldiffusivität
  • hydrodynamischer Druck
  • Dichte des Wassers
  • Bodenschubspannung
  • Windschubspannung

Eine ausführliche Beschreibung in der Form eines Standard Validierungs Dokumentes liegt derzeit für das mathematische Verfahren TRIM-3D leider noch nicht vor.

Eingabe-Dateien

Mehrere Eingabedateien sind mit denen des mathematischen Verfahrens TRIM-2D identisch.

  1. allgemeine Eingabedaten (Dateityp trim3d.dat)
  2. allgemeine Eingabedaten Geschiebetransport (Dateityp trim2d.bed.dat)
    Hinweis: Die in dieser Datei stehenden Informationen werden von der derzeit eingesetzten Programmversion nicht verwendet.
  3. Topographie und Indexfelder (Dateityp tr2.topo.bin.ind)
  4. Hydrodynamik-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbh.bin.i und Dateityp tr2.rbh.bin)
  5. (optional) Salzgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbs.bin.i und Dateityp tr2.rbs.bin)
    Hinweis: Derzeit können nur über die Wassertiefe konstante Randwerte des Salzgehalts vorgegeben werden.
  6. (optional) Schwebstoffgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbc.bin.i und Dateityp tr2.rbc.bin)
    Hinweis: Die in diesen Dateien stehenden Informationen werden von der derzeit eingesetzten Programmversion nicht verwendet.
  7. (optional) Wehrhöhe-Zeitreihen (Dateityp tr2.rbw.bin.i und Dateityp tr2.rbw.bin)
  8. (optional) Windfeld (Dateityp tr2.met.bin.i und Dateityp tr2.met.bin)
  9. (optional) Anfangszustand (Dateityp tr3.result)
    TR3first_H: Hydrodynamik
    TR3first_S: Salzgehalt
  10. optional) manuell vorgegebener ortsvariabler Anfangszustand (Dateityp tr3.deffields.dat)
  11. (optional) Profil-Topographie (Dateityp profil05.bin)

Ausgabe-Dateien

  1. (optional) Dateien mit Berechnungsergebnissen (Dateityp tr3.result)
  2. (optional) Zeitserien der Berechnungsergebnisse an Sonderknoten (Dateityp knoerg.bin)
  3. (optional) Berechnungsergebnisse auf Profilen (Dateien des Typs dirz.bin.r, dirz.bin.i und dirz.bin)
  4. (optional) Sicherung des Systemzustands in regelmäßigen Zeitabständen (Dateityp tr3.result)
    TR2save_H: Hydrodynamik
    TR2save_S: Salzgehalt
  5. 3D-Indexfelder (Dateityp tr2.topo.bin.i3d)
  6. Druckerdatei mit Informationen über die wesentlichen Parameter sowie den Programmablauf (Dateityp trim3d.echo)
  7. (optional) Datei mit Testausgaben (Dateityp trim3d.trc)

Methode

-

Vorlauf-Programme

FD2MET, TR2LQ2, TR2VOR, TR2RND, TR3RND (in Vorbereitung)

Nachlauf-Programme

ADCP2PROFILE, DIDAMERGE, DIDAMINTQ, DIDAMINTZ, DIDARENAME, DIDASPLIT, ENERF, GVIEW2D, LQ2PRO, PGCALC, TIDKEN, TR2GEOM, TR3DIDA, TR3KACHEL, TR3MODATE, TRIMKACH, TRVZR, VTDK, VVIEW2D, XTRDATA, ZEITR

Weitere Informationen

Programmiersprache

Fortran90

zusätzliche Software

-

Originalversion

V. Casulli,G. Lang

Programmpflege

H. Weilbeer, E. Rudolph

Dokumentation/Literatur

siehe unter $PROGHOME/examples/trim3d/

Allgemeine Informationen: Numerische Methoden für Strömungen, Stoff- und Wärmetransport.


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