Telemac

Pre-Processing Software JANET

Der Präprozessor JANET ist ein Werkzeug zur Erzeugung von Berechnungsgittern für unterschiedliche numerische Verfahren. Er wurde von der Firma smileconsult in Hannover entwickelt und basiert vollständig auf der plattformunabhängigen Programmiersprache Java. Der Funktionsumfang der Software unterstützt die Erzeugung von unstrukturierten Dreiecksgitternetzen für Finite-Elemente-Verfahren und auch die Kombination mit hybriden Vierecksgittern.

JANET enthält eine Vielzahl von Schnittstellen zu verschiedenen Dateiformaten, wodurch die Einbindung von Basisinformationen (Digitales Geländemodell, Punktdaten, Laserscandaten, Rauhigkeitsmodelle, GIS Informationen) und der Dateneyport schnell und problemlos erfolgt. Für den Einbau von Planungszuständen (z.B. Buhnen, Entlastungsbauwerke, etc.) bietet Janet ausgefeilte Werkzeuge.

Die weitgehende Automatisierung des Gittergenerierungsprozesses vereinfacht viele Arbeitsschritte. Über kriteriengesteuerte Bearbeitungsprozesse können Modellgitternetze rationell optimiert werden (Verfeinerungs- und Vergröberungsfunktionen, Glättungsalgorithmen, Topologieoptimierung, etc.). Mit Hilfe von Differenzenanalysen kann die Genauigkeit künstlich erstellter Modellnetze mit den Rohdaten (DGM, Laserscandaten) geprüft werden.

Verschiedene Analysetools ermöglichen die Kontrolle und Visualisierung der Gitternetze:

• Isoflächendarstellung
• Profilschnitte
• Histogrammdarstellungen,
• Tabellenauswertungen und
• 3D-Visualisierung

2d-Hydrauliksoftware TELEMAC

Für die Berechnung von Überflutungen in flachen Ebenen setzen wir das Programm TELEMAC-2D ein. Diese von der Electricité de France entwickelte Software gehört zu den weltweit führenden Programmen auf dem Gebiet der zweidimensionalen hydraulischen Modellierung. Die Anwendungen reichen von der Simulation von Meeresströmungen über die Abflussberechnung in natürlichen, verzweigten Flüssen bis zur Ermittlung von Fliessvorgängen in flachen Überflutungsebenen. Sie wird von uns zur Simulation sämtlicher hydraulischer Problemstellungen mit zweidimensionalem Strömungscharakter eingesetzt.

Das Programm rechnet auf einem unregelmässigen Finite-Elemente-Netz von Dreiecken, welches für die Nachbildung einer beliebigen Topografie besonders geeignet ist. Zur Lösung der tiefengemittelten Flachwassergleichungen nach Saint-Venant stehen verschiedene Algorithmen zur Auswahl. Es können strömende und schiessende Abflüsse aufgrund von instationären Ganglinien berechnet werden. Telemac-2d unterstützt zudem das Trockenfallen und Benetzen von Flächen mittels einer numerisch stabilen Methode, was für die Berechnung von wenig tiefen Überflutungen von besonderem Vorteil ist.
Telemac bietet die Möglichkeit, ein Überflutungsmodell in mehrere Teilmodelle zu splitten, um so die hydraulische Berechnung auf mehrere Rechenprozesse aufzuteilen. Jeder dieser Prozesse kann anschliessend auf separate Prozessoren verteilt und gleichzeitig (parallel) bearbeitet werden. Eine Zusatzsoftware (MPI) sorgt für den zwischen den Teilmodellen notwendigen Austausch der Berechnungsresultate. Wir setzen für die Berechnungen von hydraulischen 2d-Überflutungsmodellen ein PC-Netzwerk (Cluster) mit vier PCs ein. Durch das parallele Berechnen können wir die Rechenzeiten um rund den Faktor 4 reduzieren.

Für die Modellierung weiterer Anwendungen wie z.B. Sedimenttransport, Wellendynamik, Schadstoffausbreitung usw. stehen uns zahlreiche mit TELEMAC koppelbare Module zur Verfügung.

Post-Processing Software DAVIT

Video: Szenario "Dammbruch Giessen" (Linthkanal)

Der Postprozessor DAVIT wurde ebenfalls durch die Firma smileconsult entwickelt und ist ein leistungsfähiges Programmpaket für die interaktive Analyse von Simulationsergebnissen aus numerischen Simulationsmodellen. DAVIT basiert (wie Janet) ebenfalls auf Java.
Der Postprozessor Davit ermöglicht eine den Bedürfnissen angepasste Darstellung der Simulationsergebnissen:

Die Visualisierung skalarer Resultate (z.B. der Wassertiefen, Intensitäten, etc.) kann als Isolinien oder Isoflächen erfolgen.

Die Visualisierung vektorieller Resultate (z.B. der Strömungsgeschwindigkeiten) kann zudem über Vektorfelder vorgenommen werden.

Davit bietet darüberhinaus eine weitreichende Funktionalität für das interaktive Explorieren von Ergebnisdaten sowie umfangreiche Analysemethoden:

• Analyse extremaler Ergebniswerte
• Zeitreihenanalyse und statistische Auswertung
• Differenzen von Zeitschritten und Ergebnisdateien
• Erstellen von animierten Profilschnitten in An- und Aufsicht
• Durchflussanalyse
• Tracer-Anaylse
• Kombination verschiedener Szenarien
• Berechnung der massgebenden Intensitäten (Produkt aus Fliesstiefe und Fliessgeschwindigkeit resp. der max. Fliesstiefe)
• u.a.

Über die Animationsfunktionalität der Software kann die Darstellung des Prozessablaufs als Abspielsequenz erfolgen. Eine solche Animationssequenz kann zudem als Filmsequenz exportiert und für Präsentationen verwendet werden.

Zusatzmodule

Für die Modellierung weiterer Anwendungen wie z.B. Sedimenttransport, Wellendynamik, Schadstoffausbreitung usw. stehen uns zahlreiche mit TELEMAC koppelbare Module zur Verfügung.

Risikoanalyse und Gefahrenkarte Linth- und Escherkanal (GL, SG, SZ)

Risikoanalyse und Gefahrenkarte Alpenrhein (Internat. Rheinstrecke)

Risikoanalyse und Gefahrenkarte Rhone (VS)

Alle Gefahrenkarten in der Talebene der Engelberger Aa, Kt. Nidwalden

Eine Liste der von uns bearbeiteten Gefahrenkarten und Risikoanalysen finden Sie auf unserer Referenzenseite.

"Zweidimensional" bezieht sich auf die Ermittlung der Fliessgeschwindigkeiten. In Wirklichkeit variiert die Fliessgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Abflusstiefe. TELEMAC-2D berechnet jeweils die über die Abflusstiefe gemittelten x- und y-Komponenten der Fliessvektoren.

Für den Einbezug der vertikalen Komponente (dritte Dimension) wird TELEMAC-3D eingesetzt.