H_SIM-2D

MOTIVATION

Vorhandene Defizite bei bestehenden 2d-Modellen (vor allem aus Rechenzeitgründen):

• Modellierung der Überschwemmungs- bzw. Hochwassergefährdungsgebiete
  • Rasterdaten werden für die 2d-Modellierung z.T. stark ausgedünnt.
  • Meisten Bruchkanten werden mit größeren Punktabständen entlang des Verlaufs approximiert. Höheninformation zwischen den Punkten geht dabei verloren bzw. wird im Modell nur annähernd dargestellt.
  • Viele Bruchkanten werden nur mit einer „Punktreihe“ erfasst. Der dadurch entstandene numerische Fehler könnte unter Umständen nicht unbedeutend sein. Für eine genaue Modellierung von überströmten Deiche sind z.B. mindestens 3 bis 4 Punktreihen (d.h. Punkte in Querrichtung) erforderlich.
  • Verschneidung der Ergebnisdaten (WSPL) mit dem Gelände wird i.d.R. Zwar auf dem originären Raster durchgeführt, vorher müssen aber die Ergebnisse auf den Raster interpoliert werden. Durch diese Interpolation können ebenfalls gewisse Ungenauigkeiten auftreten.
  • Wie allgemein bekannt, soll numerisches Netz eine ausreichende Auflösung haben, außerdem sollen die Netzübergänge möglichst glatt verlaufen. In der Praxis werden jedoch oft mangelhafte Netze bzw. Modelle erstellt, die mit größeren Unsicherheiten oder aber auch Ungenauigkeiten behaftet sind. Solche Netze werden mitunter aus Kostengründen bzw. wegen des vorhandenen Preiskampfs sowie z.T. wegen des mangelnden Know-Hows des Anwenders erstellt.
  • Die WW-Behörden können natürlich alle diese Netze wg. enormes Aufwandes nicht selber auf erforderliche Qualität prüfen.



• Operationelle Modelle müssen aus Rechenzeitgründen mit relativ grober Auflösung erstellt werden und das oft auf Kosten der Aussagegenauigkeit.
• Langzeitsimulationen längerer Fließstrecken, vor allem im Zusammenhang mit der Stofftransportmodellierung, sind aus Rechenzeitgründen häufig nur schwer realisierbar.

Anmerkung: 2d-Modelle die vereinfachten Strömungsgleichungen einsetzen werden als ungenau betrachtet und somit von vorne rein aus der Diskussion ausgelassen.

LÖSUNG

Ein wesentlich schnelleres, wie von uns entwickeltes, 2d-Modell H_SIM-2d.

Das Modell H_SIM-2d bringt u.A. folgende Vorteile mit sich:

• Detailliertere Modellierung der Überschwemmungs- bzw. Hochwassergefährdungsgebiete.
  • Rasterdaten werden (großteils) in originärer Form für die 2d-Modellierung übernommen, damit kein Datenverlust durch Ausdünnen entsteht und damit die Verschneidung der Ergebnisdaten (WSPL) mit dem Gelände genauer und ohne bzw. mit minimaler Interpolation durchgeführt wird.
  • Der numerische Fehler sinkt bei den meisten Verfahren praktisch quadratisch (d.h. 2. Ordnung an Genauigkeit) mit kleiner werdendem Punktabstand und wird damit deutlich verkleinert.
  • Durch hochauflösende Netze bestehend aus Dreieck- und Viereckelementen mit einem Punktabstand zwischen ca. 0,5m bis 1 m bzw. maximal 2 m, wird somit eine Art Standard geschaffen und dadurch automatisch die Qualitätssicherung bedeutend erhöht. D.h. Wir müssen uns mit dem Thema ausreichende Diskretisierung und Netzqualität nicht mehr groß auseinander setzen, weil die Punktabstände sehr klein und das Netz relativ homogen ist.
  • Die Arbeit wird sowohl für die Modellersteller (Auftragnehmer), als auch für die WW-Behörden (Auftraggeber) wesentlich einfacher. Die so erstellten hochauflösenden Modelle werden außerdem die allgemeine Akzeptanz bei den betroffenen Bürgern steigern und die Glaubwürdigkeit an den Modellergebnissen bei evtl. Streitigkeiten vor Gericht wesentlich erhöhen.
  • Die Gefahr mangelhafte Modelle zu erstellen wird unter Einsatz hochauflösender Modelle deutlich reduziert.
• Schnelle operationelle Modelle mit relativ feiner Auflösung selbst für größere Gebiete.
  • Aufgrund der kurzen Rechenzeiten kann ein Großteil der bestehenden 2d-Modelle bereits jetzt für die Echtzeitsimulation bzw. für den operationellen Einsatz direkt verwendet werden .
• Langzeitsimulationen längerer Fließstrecken, vor allem im Zusammenhang mit der Stofftransportmodellierung wird Realität.

Unser Fazit: Die seinerzeit (vor 10 – 20 Jahren) entwickelte Modellierungsstrategie war im Hinblick auf die damalige Rechengeschwindigkeit zweifellos optimal und richtig. Heutzutage, angesichts der neuen wesentlich schnelleren Modellen sowie vorhandenen Rechenkapazitäten, ist eine solche Herangehensweise nicht mehr zeitgemäß und inzwischen nur schwer zu vermitteln.

Steigen Sie schon jetzt ein / um und setzen Sie unsere innovative state of the Art Software für die effektive Lösung Ihrer Probleme ein. Erhöhen Sie die Qualitätssicherung Ihrer erstellten Modelle und reduzieren Sie die Gefahr mangelhafte Modelle zu erstellen auf ein Minimum.

Unser Motto lautet: wir erstellen nicht nur schöne Bilder und schöne Animationen, sondern wir bilden die Realität sehr detailliert und sehr genau ab.

Unsere neu entwickelte Software H_SIM-2d ist mindestens so genau und so robust wie unsere frühere Software HYDRO_AS-2D, Hydro_GS-2d, Hydro_FT-2d, Laser_AS-2D, etc.

Weitere Informationen zu H_SIM-2d finden Sie hier.

Kontaktieren Sie uns, wir beantworten sehr gerne alle Ihre Fragen: office@ib-nujic.de