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VOLUMETH

Aus BAWiki

Basisinformationen

Programm-Name

VOLUMETH

Version

5.x / September 2015

Beschreibung

September 2015

Stichworte

Volumenmethode
Niveauflächenverteilung
Volumensummenkurve
Isolinien
Finite Elemente Gitter

Kurzbeschreibung

Das Programm VOLUMETH berechnet für eine Finite Elemente Topographie die Niveauflächenverteilung sowie die Volumensummenkurve. Die Größe der Niveaufläche ist die Fläche des Gebietes, das tiefer als eine vorgegebene Isotiefe liegt. Die Volumensumme ist das Volumen unterhalb der zur Isotiefe gehörenden Niveaufläche. Neben morphologischen Untersuchungen nach der Volumenmethode kann das Programm zur Überprüfung von Modellgittern hinsichtlich ihrer hydraulischen Eigenschaften (Speichervolumen eines Gebietes) dienen. Es können mit Hilfe von geschlossenen Polygonzügen beliebige Teilgebiete innerhalb des Gitters definiert werden, für die die Berechnungen getrennt ausgeführt werden.

Optional können die Berechnungen auch für eine aus einem Modellgitter des mathematischen Verfahrens UNTRIM abgeleitete FE-Topographie durchgeführt werden. Hierbei ist zu beachten, dass das berechnete Volumen nicht exakt mit dem in dem Verfahren UNTRIM benutzten Volumen übereinstimmt. VOLUMETH verwendet interpolierte Tiefen an den Knotenpunkten des Gitters, während in UNTRIM die Tiefen der Polygone maßgebend sind.

VOLUMETH unterstützt Eingangsdaten, die auf verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen (CRS) vorliegen. Der Nutzer muss dazu das gewünschte CRS, in das die Koordinaten transformiert werden sollen, über die Umgebungsvariable BAWCRS festlegen. Das Nutzen von BAWCRS wird empfohlen, das Nutzersystem muss eines der projezierten Systeme sein (UTM, Gauß-Krüger)!

Das Programm VOLUMETH ist eine Weiterentwicklung des inzwischen stillgelegten Programmes GISO2D und deckt daher auch dessen Funktionen (bezüglich Topographien) ab.

Eingabe-Dateien

  1. Eingabesteuerdatei vom Typ volumeth.dat.
  2. Finite Elemente Gitter vom Typ gitter05.dat/bin oder untrim_grid.dat)
  3. (optional ) Kantenverzeichnis des Gitters (Typ fkvz.bin)
  4. (optional) Nachbarverzeichnis des Gitters (Typ fkez.bin)
  5. (optional) Dateien zur Definition von Teilgebieten (Typ poly.dat)

Ausgabe-Dateien

  1. Datei mit der Strukturinformation der gefundenen Isolinien (Typ insel.dat)
  2. ASCII-Ergebnisdatei mit Niveauflächenverteilung und Volumensummenkurve (Typ volsum.dat/excel.dat)
  3. oder EXCEL-lesbare Ergebnisdatei mit Niveauflächenverteilung und Volumensummenkurve (Typ volsum.dat/excel.dat) für jedes Teilgebiet.
  4. (optional) GKS-Logfile (Datei des Typs gkslog.dat).

Methode

Zunächst werden für jede Isotiefe die Schnittpunkte mit den Gitterelementkanten bestimmt. Während der Überprüfung der einzelnen Elemente werden bereits die Flächen derjenigen Elemente, die innerhalb des Gebietes größerer Tiefe liegen, bzw. die entsprechenden Teilflächen, wenn die Isolinie schneidet, aufsummiert. Ebenso werden die Volumina (Säulen über diesen Flächen) summiert. Elemente, die durch das Randpolygon geschnitten werden, werden noch entsprechend korrigiert, d.h. außerhalb liegende Teilflächen bleiben unberücksichtigt. Die Schnittpunkte werden noch nach Teilisolinien sortiert und für jede Teilisolinie in korrekter Reihenfolge gespeichert. Die Teilisolinien werden auf die Strukturdatei vom Typ insel.dat ausgegeben.

Die Volumensummenwerte sind im Rahmen der Approximationsgenauigkeit des Gitters und der Rechnergenauigkeit exakt !

Vorlauf-Programme

FDGITTER05, GISMO, JANET, POLYUMFORM

Nachlauf-Programme

EXCEL

Weitere Informationen

Programmiersprache

Fortran90

zusätzliche Software

-

Originalversion

G. Seiß

Programmpflege

G. Seiß

Dokumentation/Literatur

$PROGHOME/examples/volumeth/*

BAW, 1996: Anpassung der Fahrrinne der Unter- und Außenelbe an die Containerschiffahrt - Gutachten zur morphologischen Entwicklung der Nebenelben und Nebenrinnen seit 1945/1950. Bundesanstalt für Wasserbau, Außenstelle Küste, Hamburg.


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