TRIM-2D: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 31. Mai 2010, 07:51 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
(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)
(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)

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

-

@@ Zeile 82: / Zeile 82: @@
 |ausgabedateien=
 # Systemzustand am Ende der Berechnung (Dateityp [[TR2.RESULT|tr2.result]])
-#:'''TR2last_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle
+#:'''TR2last_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle<br />
-#:'''TR2last_S:''' Salzgehalt
+#:'''TR2last_S:''' Salzgehalt<br />
-#:'''TR2last_C:''' Schwebstoffgehalt
+#:'''TR2last_C:''' Schwebstoffgehalt<br />
-#:'''TR2last_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle
+#:'''TR2last_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle<br />
-#:'''TR2last_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle
+#:'''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]])
@@ Zeile 93: / Zeile 93: @@
 # (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
+#:'''TR2save_H:''' Hydrodynamik, Lage der Gewässersohle<br />
-#:'''TR2save_S:''' Salzgehalt
+#:'''TR2save_S:''' Salzgehalt<br />
-#:'''TR2save_C:''' Schwebstoffgehalt
+#:'''TR2save_C:''' Schwebstoffgehalt<br />
-#:'''TR2save_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle
+#:'''TR2save_B:''' Schwebstoffvorrat an der Sohle<br />
-#:'''TR2save_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle
+#:'''TR2save_L:''' Geschiebefracht, Geschiebevorrat an der Sohle<br />
-# '''TR2save_A:''' optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen) Druckerdatei mit Informationen über die wesentlichen Parameter sowie den Programmablauf (Dateityp trim2d.echo)
+# '''TR2save_A:''' optionale Größen (z.B. Windschubspannungen, Bodenschubspannungen)<br />
+Druckerdatei mit Informationen über die wesentlichen Parameter sowie den Programmablauf (Dateityp trim2d.echo)
 # (optional) Datei mit Testausgaben (Dateityp trim2d.trc)
 |methode=[http://www.baw.de/methoden/index.php5?title=Mathematisches_Verfahren_TRIM-2D&action=edit&redlink=1 Siehe hierzu die ausführlichen Informationen in dem Standard Validierungs Dokument].