UNTRIM2

Basisinformationen

Programm-Name

untrim2

Version

1.x / Dezember 2010

Beschreibung

Dezember 2010

Stichworte

numerische Simulation
Finite Differenzen
Finite Volumen
SubGrid-Technologie
unstrukturiertes orthogonales Gitter
zwei-dimensional, drei-dimensional
instationär, nichtlinear
hydrostatisch, nicht-hydrostatisch
reynoldsgemittelte Navier-Stokes-Gleichung (RANS)
Tidedynamik (lange Wellen)
Transport konservativer Substanzen (Salz, Temperatur, Schwebstoff, Tracer)
Zwei-Gleichungs Turbulenzmodellierung
mathematisches Verfahren UNTRIM2
Sub-Modell Dichteberechnung EQS
Sub-Modell Mischungswegmodellierung MIX
Sub-Modell Sinkgeschwindigkeitsmodellierung SV
Sub-Modell Morphodynamik SEDIMORPH (teilweise implementiert)
Sub-Modell Baggern und Verklappen DredgeSim (noch nicht implementiert)
Sub-Modell kurze Wellen (Seegang) K-Modell (noch nicht implementiert)
portable SMP-Programmierung mit OpenMP

Kurzbeschreibung

Methode

Das auf der Methode der Finiten Differenzen / Finite Volumen basierende zwei- und drei-dimensionale mathematische Verfahren UNTRIM2 dient der Simulation stationärer und instationärer Strömungs- und Transportprozesse in Gewässern mit freier Wasseroberfläche. Im Gegensatz zu klassischen Finite Differenzen Verfahren arbeitet UNTRIM2 auf einem unstrukturierten orthogonalen Gitter. Die Topografie des Modellgebietes kann mit Hilfe der SubGrid-Technolgie unterhalb der Auflösung des Berechnungsgitters mit großer Genauigkeit beschrieben werden.

Physikalische Prozesse

Die folgenden physikalischen Prozesse werden von UNTRIM2 derzeit berücksichtigt:

• reynoldsgemittelte Navier-Stokes-Gleichung (RANS)
  • lokale Beschleunigung (Massenträgheit)
  • advektive Beschleunigung
  • Coriolisbeschleunigung
  • barotroper Druckgradient
  • barokliner Druckgradient
  • hydrostatische oder nicht-hydrostatische Druckverteilung
  • horizontale turbulente Viskosität (lokal isotrop, zeit- und ortsvariabel)
  • turbulente Viskosität in Vertikalrichtung unter Berücksichtigung der vertikalen Dichteschichtung
  • Bodenreibung
  • Impulseintrag durch den Wind
  • Quellen und Senken
  • zeitvariable Bodenevolution
  • Körperkräfte durch Seegang
• Transport konservativer Substanzen
  • lokale Veränderung
  • advektiver Transport durch die Strömung
  • optionaler flux limiter : Minmod, van Leer oder Superbee
  • horizontale turbulente Diffusivität (lokal isotrop, zeit- und ortsvariabel)
  • turbulente Diffusivität in Vertikalrichtung unter Berücksichtigung der vertikalen Dichteschichtung
  • Sinkgeschwindigkeit, Deposition und Erosion (bei Schwebstoffen)
  • Quellen und Senken
  • Senken mit unmittelbarer Wiedereinleitung an einem anderen Ort, mit der Möglichkeit zur Abwandlung der Einleitungstemperatur sowie des Einleitungssalzgehalts gegenüber den entsprechenden Entnahmewerten.
• Turbulenzmodellierung
  • konstant
  • Mischungsweg (verschiedene Ansätze)
  • Zwei-Gleichungs-Modell (turbulente kinetische Energie, verallgemeinerte turbulente Längenskala)

Primäre Berechnungsergebnisse

• Wasserspiegelauslenkung der freien Oberfläche
• Lage der Gewässersohle und Bodenevolutionsrate
• Strömungsgeschwindigkeit
• Substanzkonzentration (Salzgehalt, Temperatur, Schwebstoffgehalt, Tracer)
• turbulente kinetische Energie und turbulente Längenskala
• hydrodynamischer Druck

Eingabe-Dateien

1. allgemeine Eingabedaten (Datei des Typs untrim2.dat)
2. alle anderen Eingabedateien werden in der vorgenannten Eingabesteuerdatei sowie den dort weiter benutzten Steuerdateien beschrieben.

Ausgabe-Dateien

1. alle Ergebnisdateien werden in der Eingabesteuerdatei untrim2.dat sowie den dort weiter benutzten Dateien beschrieben.
2. Druckerdatei mit Informationen zum Programmablauf (Datei des Typs untrim2.master.sdr).
3. (optional) Datei mit Testausgaben (Datei des Typs untrim2.trc).

Methode

-

Vorlauf-Programme

UTRPRE, UTRRND

Nachlauf-Programme

ABDF, GVIEW2D, LQ2PRO, SGHVIEW2D, VVIEW2D, ZEITR

Weitere Informationen

Programmiersprache

Fortran90

zusätzliche Software

-

Originalversion

V. Casulli, G. Lang

Programmpflege

E. Rudolph, A. Sehili, H. Weilbeer

Dokumentation/Literatur

• siehe $PROGHOME/examples/untrim2009/

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Strukturübersicht