TRIM-2D: Unterschied zwischen den Versionen
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Geschiebetransport (Bed Load)<br /> | Geschiebetransport (Bed Load)<br /> | ||
mathematisches Verfahren TRIM-2D<br /> | mathematisches Verfahren TRIM-2D<br /> | ||
portable SMP-Programmierung mit OpenMP<br /> | portable SMP-Programmierung mit [http://openmp.org/wp/ OpenMP]<br /> | ||
Bodenevolution als Ergebnis von Schwebstoff- und/oder Geschiebetransport | Bodenevolution als Ergebnis von Schwebstoff- und/oder Geschiebetransport | ||
|kurzbeschreibung=Das auf der Methode der Finiten Differenzen basierende zwei-dimensionale mathematische Verfahren TRIM-2D dient der Simulation stationärer und instationärer Strömungs- und Transportprozesse in Gewässern mit freier Wasseroberfläche. | |kurzbeschreibung=Das auf der Methode der Finiten Differenzen basierende zwei-dimensionale mathematische Verfahren TRIM-2D dient der Simulation stationärer und instationärer Strömungs- und Transportprozesse in Gewässern mit freier Wasseroberfläche. | ||
Die folgenden physikalischen Prozesse werden von TRIM-2D berücksichtigt: | Die folgenden physikalischen Prozesse werden von TRIM-2D berücksichtigt: | ||
* Flachwassergleichungen | |||
:*lokale Beschleunigung (Massenträgheit) | |||
:*advektive Beschleunigung | |||
:*Coriolisbeschleunigung | |||
:*barotroper Druckgradient | |||
:*barokliner Druckgradient (tiefenintegriert) | |||
:*turbulente Diffusion und Strömungsdispersion | |||
:*Bodenreibung | |||
:*Impulseintrag durch den Wind | |||
:*zeitvariable Höhenlage von Sohlschwellen | |||
* Transport von gelösten Substanzen und Schwebstoffen im Wasserkörper | |||
:*lokale Veränderung der Konzentration | |||
:*advektiver Transport durch die Strömung | |||
:*turbulente Diffusion und Strömungsdispersion | |||
:*turbulenzabhängige Sinkgeschwindigkeit von Schwebstoffen | |||
* Austausch von suspendierten Sedimenten an der Gewässersohle | |||
:*Resuspension abgelagerter Schwebstoffe oberhalb einer kritischen Sohlschubspannung (kritische Resuspensionsspannung) | |||
:*Deposition suspendierter Schwebstoffe unterhalb einer kritischen Sohlschubspannung (kritische Depositionsspannung) | |||
* Transport von Sedimenten an der Gewässersohle | |||
:*Geschiebetransport nach Transportkapazitätsformel (vanRIJN, BAGNOLD) | |||
* Morphodynamik der Gewässersohle | |||
:*Netto-Erosion / -Ablagerung von Schwebstoffen; | |||
:*Netto-Erosion / -Ablagerung von Geschiebe. | |||
Die turbulenten Diffusion sowie die Strömungsdispersion wird durch konstante Koeffizienten beschrieben. | Die turbulenten Diffusion sowie die Strömungsdispersion wird durch konstante Koeffizienten beschrieben. | ||
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Mit Hilfe des mathematischen Verfahrens TRIM-2D können die folgenden Größen berechnet werden: | Mit Hilfe des mathematischen Verfahrens TRIM-2D können die folgenden Größen berechnet werden: | ||
* Wasserspiegelauslenkung der freien Oberfläche | |||
* tiefengemittelte Strömungsgeschwindigkeit | |||
* tiefengemittelter Salzgehalt | |||
* tiefengemittelte Schwebstoffkonzentration | |||
* Schwebstoffvorrat an der Gewässersohle | |||
* Transportkapazität für Geschiebe | |||
* Geschiebevorrat an der Gewässersohle | |||
* Bodenschubspannungen | |||
* Windschubspannungen | |||
* Tiefenerosion | |||
* zeitvariable Lage der Gewässersohle | |||
Eine ausführliche Beschreibung ist in dem Standard Validierungs Dokument für das mathematische Verfahren TRIM-2D enthalten. | Eine ausführliche Beschreibung ist in dem [http://www.baw.de/methoden/index.php5?title=Mathematisches_Verfahren_TRIM-2D&action=edit&redlink=1 Standard Validierungs Dokument] für das mathematische Verfahren TRIM-2D enthalten. | ||
|eingabedateien= | |eingabedateien= | ||
# allgemeine Eingabedaten (Dateityp [[TRIM2D.DAT|trim2d.dat]]) | |||
# allgemeine Eingabedaten Geschiebetransport (Dateityp [[TRIM2D.BED.DAT|trim2d.bed.dat]]) | |||
# Genauigkeit des Lösers (Dateityp [[RELAX.DAT|relax.dat]]) | |||
# Topographie und Indexfelder (Dateityp [[TR2.TOPO.BIN.IND|tr2.topo.bin.ind]]) | |||
# Hydrodynamik-Randwertzeitreihen (Dateityp [[TR2.RBH.BIN.I|tr2.rbh.bin.i]] und Dateityp [[TR2.RBH.BIN|tr2.rbh.bin]]) | |||
# (optional) Salzgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp [[TR2.RBS.BIN.I|tr2.rbs.bin.i]] und Dateityp [[TR2.RBS.BIN|tr2.rbs.bin]]) | |||
# (optional) Schwebstoffgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp [[TR2.RBC.BIN.I|tr2.rbc.bin.i]] und Dateityp [[TR2.RBC.BIN|tr2.rbc.bin]]) | |||
# (optional) Wehrhöhe-Zeitreihen (Dateityp [[TR2.RBW.BIN.I|tr2.rbw.bin.i]] und Dateityp [[TR2.RBW.BIN|tr2.rbw.bin]]) | |||
# (optional) Windfeld (Dateityp [[TR2.MET.BIN.I|tr2.met.bin.i]] und Dateityp [[TR2.MET.BIN|tr2.met.bin]]) | |||
# (optional) Beschreibung der Bodenkenngrößen (Dateityp [[SOIL.DAT|soil.dat]]) | |||
# (optional) Verteilung der Bodenkenngrößen (Dateityp [[TR2.SOIL.BIN.IND|tr2.soil.bin.ind]]) | |||
# (optional) Anfangszustand (Dateityp [[TR2.RESULT|tr2.result]]) | |||
#:'''TR2first_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle<br /> | |||
#:'''TR2first_S:''' Salzgehalt<br /> | |||
#:'''TR2first_C:''' Schwebstoffgehalt<br /> | |||
#:'''TR2first_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle<br /> | |||
#:'''TR2first_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle | |||
|ausgabedateien= | # (optional) Profil-Topographie (Dateityp [[PROFIL05.BIN|profil05.bin]]) | ||
|ausgabedateien= | |||
# Systemzustand am Ende der Berechnung (Dateityp [[TR2.RESULT|tr2.result]]) | |||
#:'''TR2last_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle<br /> | |||
#:'''TR2last_S:''' Salzgehalt<br /> | |||
#:'''TR2last_C:''' Schwebstoffgehalt<br /> | |||
#:'''TR2last_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle<br /> | |||
#:'''TR2last_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle<br /> | |||
#:'''TR2last_A:''' optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen) | |||
# (optional, bei morphodynamischer Simulation) Endzustand der Topographie und Indexfelder (Dateityp [[TR2.TOPO.BIN.IND|tr2.topo.bin.ind]]) | |||
# (optional) Dateien mit Berechnungsergebnissen (Dateityp [[TR2.RESULT|tr2.result]]) | |||
# (optional) Zeitserien der Berechnungsergebnisse an Sonderknoten (Dateityp [[KNOERG.BIN|knoerg.bin]]) | |||
# (optional) Berechnungsergebnisse auf Profilen (Dateien des Typs [[DIRZ.BIN.R|dirz.bin.r]], [[DIRZ.BIN.I|dirz.bin.i]] und [[DIRZ.BIN|dirz.bin]]) | |||
# (optional) Sicherung des Systemzustands in regelmäßigen Zeitabständen (Dateityp [[TR2.RESULT|tr2.result]]) | |||
#:'''TR2save_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle<br /> | |||
#:'''TR2save_S:''' Salzgehalt<br /> | |||
#:'''TR2save_C:''' Schwebstoffgehalt<br /> | |||
#:'''TR2save_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle<br /> | |||
#:'''TR2save_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle<br /> | |||
|methode=Siehe hierzu die ausführlichen Informationen in dem Standard Validierungs Dokument. | #:'''TR2save_A:''' optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen)<br /> | ||
|preprozessor=[[FD2MET, MKRDAT, TR2LQ2, TR2VOR, TR2RND]] | # Druckerdatei mit Informationen über die wesentlichen Parameter sowie den Programmablauf (Dateityp trim2d.echo) | ||
|postprozessor=[[DIDAMERGE, DIDAMINTQ, | # (optional) Datei mit Testausgaben (Dateityp trim2d.trc) | ||
|methode=Siehe hierzu die ausführlichen Informationen in dem [http://www.baw.de/methoden/index.php5?title=Mathematisches_Verfahren_TRIM-2D&action=edit&redlink=1 Standard Validierungs Dokument]. | |||
|preprozessor=[[FD2MET]], [[MKRDAT]], [[TR2LQ2]], [[TR2VOR]], [[TR2RND]] | |||
|postprozessor=[[DIDAMERGE]], [[DIDAMINTQ]], [[DIDARENAME]], [[DIDASPLIT]], [[ENERF]], [[GVIEW2D]], [[LQ2PRO]], [[PGCALC]], [[TIDKEN]], [[TR2APP]], [[TR2ASCII]], [[TR2DIDA]], [[TR2GEOM]], [[TR2KACHEL]], [[TR2MODATE]], [[TRIMKACH]], [[TRVZR]], [[VVIEW2D]], [[VTDK]], [[XTRDATA]], [[ZEITR]] | |||
|programmiersprache=Fortran90 | |programmiersprache=Fortran90 | ||
|zus_software= - | |zus_software= - | ||
|kontakt_original=[mailto:günther.lang@baw.de G. Lang] | |kontakt_original=[mailto:vincenzo.casulli@ing.unitn.it V. Casulli], [mailto:rtcheng@usgs.gov R. T. Cheng],[mailto:günther.lang@baw.de G. Lang], [mailto:elisabeth.rudolph@baw.de E. Rudolph] | ||
|kontakt_pflege=[mailto: | |kontakt_pflege=[mailto:sim.proghome@baw.de Arbeitsgruppe SIM] | ||
|dokumentation=$PROGHOME/examples/trim2d/, | |dokumentation=$PROGHOME/examples/trim2d/, | ||
Standard Validierungs Dokument, | [http://www.baw.de/methoden/index.php5?title=Mathematisches_Verfahren_TRIM-2D&action=edit&redlink=1 Standard Validierungs Dokument], | ||
Allgemeine Informationen: [http://www.baw.de/downloads/wasserbau/mathematische_verfahren/programmkennbl_de/pdf/nummeth1.pdf Numerische Methoden für Strömungen, Stoff- und Wärmetransport]. | Allgemeine Informationen: [http://www.baw.de/downloads/wasserbau/mathematische_verfahren/programmkennbl_de/pdf/nummeth1.pdf Numerische Methoden für Strömungen, Stoff- und Wärmetransport]. | ||
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Aktuelle Version vom 8. Dezember 2022, 13:58 Uhr
Basisinformationen
Programm-Name
TRIM-2D
Version
12.x
Beschreibung
März 2003
Stichworte
numerische Simulation
Finite Differenzen Methode
zwei-dimensional, instationär, nichtlinear
Flachwassergleichungen
Tidedynamik
Advektions-Diffusions-Gleichung
Salztransport
Schwebstofftransport
Sedimentation und Erosion
Geschiebetransport (Bed Load)
mathematisches Verfahren TRIM-2D
portable SMP-Programmierung mit OpenMP
Bodenevolution als Ergebnis von Schwebstoff- und/oder Geschiebetransport
Kurzbeschreibung
Das auf der Methode der Finiten Differenzen basierende zwei-dimensionale mathematische Verfahren TRIM-2D dient der Simulation stationärer und instationärer Strömungs- und Transportprozesse in Gewässern mit freier Wasseroberfläche. Die folgenden physikalischen Prozesse werden von TRIM-2D berücksichtigt:
- Flachwassergleichungen
- lokale Beschleunigung (Massenträgheit)
- advektive Beschleunigung
- Coriolisbeschleunigung
- barotroper Druckgradient
- barokliner Druckgradient (tiefenintegriert)
- turbulente Diffusion und Strömungsdispersion
- Bodenreibung
- Impulseintrag durch den Wind
- zeitvariable Höhenlage von Sohlschwellen
- Transport von gelösten Substanzen und Schwebstoffen im Wasserkörper
- lokale Veränderung der Konzentration
- advektiver Transport durch die Strömung
- turbulente Diffusion und Strömungsdispersion
- turbulenzabhängige Sinkgeschwindigkeit von Schwebstoffen
- Austausch von suspendierten Sedimenten an der Gewässersohle
- Resuspension abgelagerter Schwebstoffe oberhalb einer kritischen Sohlschubspannung (kritische Resuspensionsspannung)
- Deposition suspendierter Schwebstoffe unterhalb einer kritischen Sohlschubspannung (kritische Depositionsspannung)
- Transport von Sedimenten an der Gewässersohle
- Geschiebetransport nach Transportkapazitätsformel (vanRIJN, BAGNOLD)
- Morphodynamik der Gewässersohle
- Netto-Erosion / -Ablagerung von Schwebstoffen;
- Netto-Erosion / -Ablagerung von Geschiebe.
Die turbulenten Diffusion sowie die Strömungsdispersion wird durch konstante Koeffizienten beschrieben.
Mit Hilfe des mathematischen Verfahrens TRIM-2D können die folgenden Größen berechnet werden:
- Wasserspiegelauslenkung der freien Oberfläche
- tiefengemittelte Strömungsgeschwindigkeit
- tiefengemittelter Salzgehalt
- tiefengemittelte Schwebstoffkonzentration
- Schwebstoffvorrat an der Gewässersohle
- Transportkapazität für Geschiebe
- Geschiebevorrat an der Gewässersohle
- Bodenschubspannungen
- Windschubspannungen
- Tiefenerosion
- zeitvariable Lage der Gewässersohle
Eine ausführliche Beschreibung ist in dem Standard Validierungs Dokument für das mathematische Verfahren TRIM-2D enthalten.
Eingabe-Dateien
- allgemeine Eingabedaten (Dateityp trim2d.dat)
- allgemeine Eingabedaten Geschiebetransport (Dateityp trim2d.bed.dat)
- Genauigkeit des Lösers (Dateityp relax.dat)
- Topographie und Indexfelder (Dateityp tr2.topo.bin.ind)
- Hydrodynamik-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbh.bin.i und Dateityp tr2.rbh.bin)
- (optional) Salzgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbs.bin.i und Dateityp tr2.rbs.bin)
- (optional) Schwebstoffgehalts-Randwertzeitreihen (Dateityp tr2.rbc.bin.i und Dateityp tr2.rbc.bin)
- (optional) Wehrhöhe-Zeitreihen (Dateityp tr2.rbw.bin.i und Dateityp tr2.rbw.bin)
- (optional) Windfeld (Dateityp tr2.met.bin.i und Dateityp tr2.met.bin)
- (optional) Beschreibung der Bodenkenngrößen (Dateityp soil.dat)
- (optional) Verteilung der Bodenkenngrößen (Dateityp tr2.soil.bin.ind)
- (optional) Anfangszustand (Dateityp tr2.result)
- TR2first_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- TR2first_S: Salzgehalt
- TR2first_C: Schwebstoffgehalt
- TR2first_B: Schwebstoffvorrat an der Sohle
- TR2first_L: Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle
- TR2first_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- (optional) Profil-Topographie (Dateityp profil05.bin)
Ausgabe-Dateien
- Systemzustand am Ende der Berechnung (Dateityp tr2.result)
- TR2last_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- TR2last_S: Salzgehalt
- TR2last_C: Schwebstoffgehalt
- TR2last_B: Schwebstoffvorrat an der Sohle
- TR2last_L: Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle
- TR2last_A: optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen)
- TR2last_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- (optional, bei morphodynamischer Simulation) Endzustand der Topographie und Indexfelder (Dateityp tr2.topo.bin.ind)
- (optional) Dateien mit Berechnungsergebnissen (Dateityp tr2.result)
- (optional) Zeitserien der Berechnungsergebnisse an Sonderknoten (Dateityp knoerg.bin)
- (optional) Berechnungsergebnisse auf Profilen (Dateien des Typs dirz.bin.r, dirz.bin.i und dirz.bin)
- (optional) Sicherung des Systemzustands in regelmäßigen Zeitabständen (Dateityp tr2.result)
- TR2save_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- TR2save_S: Salzgehalt
- TR2save_C: Schwebstoffgehalt
- TR2save_B: Schwebstoffvorrat an der Sohle
- TR2save_L: Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle
- TR2save_A: optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen)
- TR2save_H: Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
- Druckerdatei mit Informationen über die wesentlichen Parameter sowie den Programmablauf (Dateityp trim2d.echo)
- (optional) Datei mit Testausgaben (Dateityp trim2d.trc)
Methode
Siehe hierzu die ausführlichen Informationen in dem Standard Validierungs Dokument.
Vorlauf-Programme
FD2MET, MKRDAT, TR2LQ2, TR2VOR, TR2RND
Nachlauf-Programme
DIDAMERGE, DIDAMINTQ, DIDARENAME, DIDASPLIT, ENERF, GVIEW2D, LQ2PRO, PGCALC, TIDKEN, TR2APP, TR2ASCII, TR2DIDA, TR2GEOM, TR2KACHEL, TR2MODATE, TRIMKACH, TRVZR, VVIEW2D, VTDK, XTRDATA, ZEITR
Weitere Informationen
Programmiersprache
Fortran90
zusätzliche Software
-
Originalversion
V. Casulli, R. T. Cheng,G. Lang, E. Rudolph
Programmpflege
Dokumentation/Literatur
$PROGHOME/examples/trim2d/, Standard Validierungs Dokument, Allgemeine Informationen: Numerische Methoden für Strömungen, Stoff- und Wärmetransport.
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