Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung

High Resolution Methods for Transport Simulation in Surface Water

Beschreibung

In diesem Projekt sollen neue und verbesserte klassische hochauflösende Schemata für die Transportsimulation in Oberflächengewässern entwickelt werden. Die Terme der Advektion, Diffusion und Reaktion werden durch Kopplung der Flachwassergleichungen (SWE) gelöst. Dabei ist die Advektion schwer zu handhaben, da sie mit der Geschwindigkeit zusammenhängt. Diese Schwierigkeiten werden auf unstrukturierten Gittern noch verstärkt, da sie zu numerischer Diffusion oder Oszillationen führen.  Um diese numerischen Probleme zu überwinden, werden TVD-Verfahren untersucht.

Die Anforderungen an die Flussbegrenzerfunktionen, die die TVD erhalten, werden auf der Grundlage eines uneinheitlichen 1-d-Gitters abgeleitet, und es wird eine neue TVD-Region bestimmt, die für beliebige 1-d-Gitter geeignet ist. Es werden einige TVD-Schemata zweiter Ordnung entwickelt, die als verbesserte TVD-Schemata bezeichnet werden, wie das modifizierte Van Leer-Schema, das modifizierte Van Albada-Schema und das modifizierte SUPERBEE-Schema. Dann werden sie auf unstrukturierte 2-d-Gitter erweitert.
Die Verbesserung dieser TVD-Verfahren auf 2-d ist jedoch noch notwendig und wird derzeit durchgeführt.

Die Strömung wird durch die Lösung von SWE in einem Riemann-Solver erhalten. Die Erweiterung der Riemann-Solver hoher Ordnung wie Roe approximativer Solver, HLL-Solver, HLLC-Solver auf unstrukturierten Gittern wird in diesem Projekt ebenfalls untersucht.

 

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. R. Hinkelmann

Wissenschaftliche Mitarbeiter:
J. Hou M.Sc.

Projektphase:

30.09.08 - 31.12.13

Finanzierung:
Scholarship from Chinese Scholarship Council