Die meisten Transportprozesse (Wärme, Materie) in der Angewandten Geophysik werden in ähnlichen mathematischen Modellen abgebildet. Diese bestehen in der Regel aus einem System gekoppelter partieller Differentialgleichungen und entsprechenden Materialfunktionen sowie Anfangs- und Randbedingungen.

 Für die numerische Simulation solcher Systeme pflegen wir am LIAG die C++-Bibliothek  oops!® (open object-oriented parallel solutions), die die notwendigen Programmierbausteine bereitstellt.

Die massgeblichen Prozesse werden physikalisch durch die Erhaltungssätze von Masse, Energie und Impuls bestimmt. Sie werden mathematisch durch die entsprechenden Bilanzgleichungen beschrieben.

Die  oops!®-Bibliothek stellt Klassen zur Verfügung, die die notwendigen Datenstrukturen repräsentieren, und Methoden, um numerische Modelle basierend auf den gekoppelten Gleichungen zu implementieren.

Die wesentlichen Bausteine sind

  • das numerische Gitter
  • zeit- und ortsabhängige Felder
  • Transportgleichungen
  • das lineare Gleichungssystem, das einediskretisierte Transportgleichung repräsentiert
  • Methoden zur Lösung
     

Aufbauend auf dieser Bibliothek werden weitere problemspezifische Bibliotheken und Anwendungen entwickelt:

  • ogre : Anwendung zum Einlesen numerischer Gitter aus z. B. gmsh und Vorbereiten für die Verwendung  mit  oops!®   
  • acme : Bibliothek zur Simulation von Kohleflöbränden
  • kobra : Anwendung zur Simulation von Kohleflözbränden
  • react :Bibliothek zur Simulation von reaktivem Transport

Kontakt

Dr. Manfred W. Wuttke