Modellverfahren für den Küstenbereich und Ästuare: Unterschied zwischen den Versionen
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Das natürliche Geschehen in den Küstengewässern und Ästuarien an den deutschen Nord- und Ostseeküsten wird von verschiedenen physikalischen Prozessen beherrscht. Eine umfangreiche Aufbereitung der verschiedenen küsten- und ästuarspezifischen Themen zeigt beispielsweise das [http://www.coastalwiki.org/ ''Coastal Wiki'']. Darunter wird zum Beispiel auch auf den für Ästuare besonders relevanten Prozess der [http://www.coastalwiki.org/wiki/Estuarine_circulation ''ästuarinen Zirkulation''] eingegangen. | |||
[http://www.baw.de/downloads/wasserbau/mathematische_verfahren/pdf/Simulationsverfahren_Kueste_prozesse_Aestuar.pdf Vereinfachte schematische Darstellung der physikalischen Prozesse im Ästuar (pdf-Format 49k)]. Diese Darstellung ist zusätzlich auch als [http://www.baw.de/downloads/wasserbau/mathematische_verfahren/eps/Simulationsverfahren_Kueste_prozesse_Aestuar.eps.gz Encapsulated PostScript in Farbe (104k)] und ebenfalls als [http://www.baw.de/downloads/wasserbau/mathematische_verfahren/eps/Simulationsverfahren_Kueste_prozesse_Aestuar_sw.eps.gz Encapsulated PostScript in schwarzweiß (104k)] erhältlich. | |||
Diese Prozesse können mit Hilfe verschiedener konzeptioneller Modelle durch gewöhnliche oder partielle Differentialgleichungen im naturwissenschaftlichen Sinne exakt beschrieben werden. Gleichwohl gilt es zu beachten, daß es sich bei diesen Formulierungen nur um vereinfachte Modellbildungen der komplexen natürlichen Abläufe handelt. | Diese Prozesse können mit Hilfe verschiedener konzeptioneller Modelle durch gewöhnliche oder partielle Differentialgleichungen im naturwissenschaftlichen Sinne exakt beschrieben werden. Gleichwohl gilt es zu beachten, daß es sich bei diesen Formulierungen nur um vereinfachte Modellbildungen der komplexen natürlichen Abläufe handelt. | ||
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==Hydrodynamik (Wasserstand und Strömung)== | ==Hydrodynamik (Wasserstand und Strömung)== | ||
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* [[ | * [[Mathematisches Verfahren TRIM-2D|TRIM-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren | ||
* [[Mathematisches Verfahren TELEMAC-2D|TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | |||
* [[TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | * [[Mathematisches Verfahren TRIM-3D|TRIM-3D]] : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren mit nicht-hydrostatischer Druckverteilung | ||
* [[TRIM-3D]] : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren mit nicht-hydrostatischer Druckverteilung | * [[Mathematisches Verfahren UNTRIM|UNTRIM]] : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern (hydrostatische und nicht-hydrostatische Druckapproximation) | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren UNTRIM2|UNTRIM2]] : wie [[UNTRIM]], jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie | ||
==Salztransport== | ==Salztransport== | ||
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* [[Mathematisches Verfahren TELEMAC-2D|TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | |||
* [[TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | * [[Mathematisches Verfahren TRIM-3D|TRIM-3D]] : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren | ||
* [[TRIM-3D]] : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren | * [[Mathematisches Verfahren UNTRIM|UNTRIM]] : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren UNTRIM2|UNTRIM2]] : wie [[UNTRIM]], jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie | ||
==Sedimenttransport== | ==Sedimenttransport== | ||
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* [[TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | * [[Mathematisches Verfahren TELEMAC-2D|TELEMAC-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren | ||
* [[TRIM-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren | * [[Mathematisches Verfahren TRIM-2D|TRIM-2D]] : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren UNTRIM|UNTRIM]] : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren SEDIMORPH|SEDIMORPH]] : morphodynamisches [[Modell]], welches die Prozesse in einem Gewässerboden dreidimensional simuliert. | ||
==Wärmetransport== | ==Wärmetransport== | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren DELFT3D|DELFT3D]] : integriertes Modellierungssystem Delft3D | ||
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* [[Mathematisches Verfahren UNTRIM2|UNTRIM2]] : wie [[UNTRIM]], jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie | |||
==Partikelbewegung== | ==Partikelbewegung== | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren DELFT3D|DELFT3D]] : integriertes Modellierungssystem Delft3D | ||
* [[PARTRACE]] : Partikelverfahren für 2D | * [[Mathematisches Verfahren PARTRACE|PARTRACE]] : Partikelverfahren für 2D-tiefengemittelte Strömungsfelder | ||
==Seegang== | ==Seegang== | ||
* [[ | * [[Mathematisches Verfahren DELFT3D|DELFT3D]] : integriertes Modellierungssystem Delft3D | ||
* [[SWAN]] : Spektrales Seegangsmodell der 3. Generation (Entwicklung der TU Delft) | * [[Mathematisches Verfahren SWAN|SWAN]] : Spektrales Seegangsmodell der 3. Generation (Entwicklung der TU Delft) | ||
* [[K- | * [[Mathematisches Verfahren K-MODELL|K-MODELL]]: spektrales Seegangsmodell für unstrukturierte othogonale Gitter, basierend auf dem k-[[Modell]] der GKSS | ||
* [[WARM]] : zwei-dimensionales Finite Elemente Verfahren, welches das Spektrum der Seegangsenergie berechnet | * [[Mathematisches Verfahren WARM|WARM]] : zwei-dimensionales Finite Elemente Verfahren, welches das Spektrum der Seegangsenergie berechnet | ||
==Wechselwirkung Seeschiff / Seeschifffahrtsstraße== | |||
* [[Mathematisches Verfahren Star-CCM+|Star-CCM+]] : finite Volumen Verfahren zur Lösung der Reynolds gemittelten Navier Stokes Gleichungen (RANSE) in vielfältigen technischen Anwendungen | |||
* [[Mathematisches Verfahren OpenFOAM|OpenFOAM]] : finite Volumen Verfahren zur Lösung der Reynolds gemittelten Navier Stokes Gleichungen (RANSE) in vielfältigen technischen Anwendungen | |||
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Aktuelle Version vom 13. Februar 2018, 10:43 Uhr
Für das Verständnis der in Küstengewässern und Ästuarien relevanten Prozesse ist eine Kenntnis verschiedener physikalischer Grundlagen unverzichtbar. Auch für dieses Arbeitsgebiet gilt der R. P. Feynman zugeschriebene Ausspruch: What I can not create I do not understand. Wer sich diesbezüglich Grundlagen neu aneignen oder auch "nur" wieder in Erinnerung rufen möchte, sei deshalb an dieser Stelle auf The Feynman Lectures on Physics als gute Referenz verwiesen.
Das natürliche Geschehen in den Küstengewässern und Ästuarien an den deutschen Nord- und Ostseeküsten wird von verschiedenen physikalischen Prozessen beherrscht. Eine umfangreiche Aufbereitung der verschiedenen küsten- und ästuarspezifischen Themen zeigt beispielsweise das Coastal Wiki. Darunter wird zum Beispiel auch auf den für Ästuare besonders relevanten Prozess der ästuarinen Zirkulation eingegangen.
Vereinfachte schematische Darstellung der physikalischen Prozesse im Ästuar (pdf-Format 49k). Diese Darstellung ist zusätzlich auch als Encapsulated PostScript in Farbe (104k) und ebenfalls als Encapsulated PostScript in schwarzweiß (104k) erhältlich.
Diese Prozesse können mit Hilfe verschiedener konzeptioneller Modelle durch gewöhnliche oder partielle Differentialgleichungen im naturwissenschaftlichen Sinne exakt beschrieben werden. Gleichwohl gilt es zu beachten, daß es sich bei diesen Formulierungen nur um vereinfachte Modellbildungen der komplexen natürlichen Abläufe handelt.
Weitergehende Informationen findet der interessierte Leser unter folgendem Link. Die Dokumente werden von der Universität der Bundeswehr in München zur Verfügung gestellt.
Diese Seite vermittelt einen Überblick über die derzeit im Hause der BAW-DH zur Simulation eingesetzten mathematischen Modellverfahren.
Hydrodynamik (Wasserstand und Strömung)
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- TRIM-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren
- TELEMAC-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren
- TRIM-3D : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren mit nicht-hydrostatischer Druckverteilung
- UNTRIM : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern (hydrostatische und nicht-hydrostatische Druckapproximation)
- UNTRIM2 : wie UNTRIM, jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie
Salztransport
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- TRIM-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren
- TELEMAC-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren
- TRIM-3D : drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren
- UNTRIM : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern
- UNTRIM2 : wie UNTRIM, jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie
Sedimenttransport
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- TELEMAC-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Elemente Verfahren
- TRIM-2D : zwei-dimensionales (tiefengemitteltes) Finite Differenzen Verfahren
- UNTRIM : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern
- SEDIMORPH : morphodynamisches Modell, welches die Prozesse in einem Gewässerboden dreidimensional simuliert.
Wärmetransport
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- UNTRIM : zwei-/drei-dimensionales Finite Differenzen Verfahren zum Einsatz auf unstrukturierten orthogonalen Gittern
- UNTRIM2 : wie UNTRIM, jedoch mit SubGrid-Technologie zur präzisen Beschreibung der Bathymetrie
Partikelbewegung
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- PARTRACE : Partikelverfahren für 2D-tiefengemittelte Strömungsfelder
Seegang
- DELFT3D : integriertes Modellierungssystem Delft3D
- SWAN : Spektrales Seegangsmodell der 3. Generation (Entwicklung der TU Delft)
- K-MODELL: spektrales Seegangsmodell für unstrukturierte othogonale Gitter, basierend auf dem k-Modell der GKSS
- WARM : zwei-dimensionales Finite Elemente Verfahren, welches das Spektrum der Seegangsenergie berechnet
Wechselwirkung Seeschiff / Seeschifffahrtsstraße
- Star-CCM+ : finite Volumen Verfahren zur Lösung der Reynolds gemittelten Navier Stokes Gleichungen (RANSE) in vielfältigen technischen Anwendungen
- OpenFOAM : finite Volumen Verfahren zur Lösung der Reynolds gemittelten Navier Stokes Gleichungen (RANSE) in vielfältigen technischen Anwendungen
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