Kopplung von HYDRO_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem

Whitepaper mit einer detaillierten Beschreibung

Kopplung von HYDRO_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem

Kopplung von HYDRO_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem 1644 903 GR-Consult

Die Kopplung von numerischen Modellen und deren Einbettung in interaktive Simulationssysteme eröffnen für viele wasserwirtschaftliche Fragestellungen völlig neue Möglichkeiten und Perspektiven. Als „interaktive Simulationssysteme“ bezeichnen wir dabei Anwendungen, bei denen unmittelbar und vor allem auch während der Berechnungen in die Simulation eingegriffen werden kann. Vergleichbar dem Konzept eines Flugsimulators stehen die direkte Interaktion zwischen Simulation und Eingriff im Vordergrund. Das Wechselspiel zwischen Eingabe bzw. Maßnahme, Auswirkung und neuerliche Reaktion auf diese Auswirkung sind ist das zentrale Ziel der Anwendungen.

In einem Pilot-System, das wir gemeinsam mit Hydrotec (Aachen) realisiert haben, haben wir alle technischen Detailpunkte geklärt, die nötig sind, wenn wir HYDRO_AS-2D und FLORIS koppeln und in ein User-Interface einbetten, über welches sechs Kraftwerke interaktiv gesteuert werden können.

Der Vorteil der Kopplung von 1D und 2D liegt dabei auf der Hand: In dem Modell, welches einen über 200 km langen Abschnitt der Donau abbildet, werden alle Bereiche, die gut 1D gerechnet werden können, mit FLORIS berechnet. Für Bereiche, in welchen 2-dimensionale Strömungen und Vorgänge, bei welchen wir die Fließwege nicht a priori kennen, dominieren, wird die hydrodynamische Situation 2D modelliert und visualisiert. Damit können selbst große Flusssysteme mit vergleichsweise hoher Performance berechnet werden und über das User-Interface kann direkt in die Simulation eingegriffen werden.

Wir haben alle grundsätzlichen Überlegungen und die technischen Details zur Kopplung und Synchronisation im Sinne eines „proof of concept“ in einem Whitepaper beschrieben.  Die Umsetzung kann damit als Blaupause für vergleichbare Lösungsansätze dienen, denn es werden alle Aspekte beschrieben, die für die Umsetzung wichtig sind.

(A.27) WP - Koppelung von Hydro_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem

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