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TELEMAC

Die auf diesen Seiten beschriebenen numerischen Simulationsmethoden verwenden die frei verfügbare Software open TELEMAC-MASCARET (im Folgenden TELEMAC genannt), die als Handelscode von der F&E-Gruppe der Électricité de France (EDF) gestartet wurde. Seit 2010 hat das TELEMAC-MASCARET Konsortium die Entwicklung übernommen (EDF R&D ist immer noch stark involviert) und stellt die Software und ihren Quellcode unter einer GPLv3 license] frei zur Verfügung. Besuchen Sie ihre Website], um mehr über TELEMAC zu erfahren.

Working on Debian Linux or one of its derivatives (see the chapter on Virtual Machines (VMs) and Linux) facilitates handling TELEMAC, because most of its core algorithms were originally developed on Linux platforms. Using Linux follow the TELEMAC installation chapter (account for approximately 2 hours for the installation).

Allgemeine Einführung und Tutorial Guide

Die Analyse von Hydroumgebungen mit TELEMAC beinhaltet die Vorverarbeitung zur Abstraktion der Flusslandschaft, das Einrichten von Kontrolldateien, das Ausführen eines TELEMAC-Solvers und die Nachbearbeitung. Der erstmalige Benutzer steht vor einer überwältigenden Anzahl von Softwareoptionen für die Vor- und Nachbearbeitung. Darüber hinaus verfügt TELEMAC über eine breite Palette von Modulen zur zweidimensionalen (2d) und dreidimensionalen (3d) Modellierung hydromorphodynamischer Prozesse verschiedener Gewässer, von Bergflüssen bis zu Küstendeltas unter dem Einfluss von Gezeiten. Außerdem können mehrere Sedimenttransportphänomene modelliert und mit stetigen oder instationären Strömungsbedingungen gekoppelt werden. Folglich ist das Anwendungsspektrum von TELEMAC sehr breit und dieses eBook bietet Tutorials für ein fundiertes Verständnis der grundlegenden Elemente der Flussökosystemmodellierung. Zu diesem Zweck enthält dieses eBook die folgenden Tutorials:

The tutorials build on the user manuals provided by the TELEMAC developers at http://wiki.opentelemac.org.

Vorverarbeitung

Bei der Vorverarbeitung wird die Flusslandschaft in ein Rechennetz (Grid) mit Randbedingungen abstrahiert. Viele Software-Tools können für diesen Zweck verwendet werden, wie zum Beispiel:

Model Setup und Run

The centerpiece of any TELEMAC model is the control (steering or CAS) file, which can be set up with Fudaa PrePro. The model setup is explained in the above tutorial guide for TELEMAC.

Nachbearbeitung

Artelia Eau et Environnement created the PostTelemac plugin for QGIS, which is a powerful and convenient tool for visualizing and post-processing TELEMAC simulation results. The Telemac2d (steady) Post-processing illustrates the usage of the PostTelemac QGIS plugin (read more in the TELEMAC pre-processing tutorial) to create raster maps and other useful data derivatives from TELEMAC output.

Die TELEMAC File Structure

Für jede TELEMAC-Simulation sind die folgenden Eingabedateien **obligatorisch **:

Es gibt viele weitere Dateien, die nicht für jede TELEMAC-Simulation rechnerisch vorgeschrieben sind, aber für bestimmte Szenarien (z. B. instationäre Flüsse) und Module (z. B. Sedimenttransport mit Gaia) unerlässlich sind. Solche optionalen Dateien umfassen:

Wenn hydraulische Strukturen in ein Modell integriert werden, sind einige der folgenden Dateien erforderlich (abhängig vom Strukturtyp):

Darüber hinaus kann eine FORTRAN-Datei (.f) erstellt werden, um spezielle Randbedingungen, benutzerdefinierte Algorithmen oder die Verwendung von Einfach- oder Doppelpräzision anzugeben.

Weitere Eingabedateien können definiert werden, um Ölverschmutzungen, Schadstofftransport, Wind- und Gezeiteneffekte zu simulieren.

Detaillierte Dateibeschreibungen

Die Lenkungsdatei (CAS)

Die Steuerungsdatei ist die Hauptsimulationsdatei mit Informationen über obligatorische Dateien (z. B. die selafin Geometrie oder die Grenze), optionale Dateien und Simulationsparameter. Die Steuerungsdatei kann mit einem einfachen Texteditor oder einer fortschrittlichen Software wie Fudaa PrePro oder Blue Kenue erstellt oder bearbeitet werden.

Geometriedateien (SLF oder MED)

Die Geometriedatei im Format *.slf (selafin oder SERAFIN) enthält binäre Daten über das Mesh mit seinen Knoten. Das Namensformat der Geometriedatei kann in der Steuerungsdatei geändert werden mit:

/steering.cas
GEOMETRY FILE            : 't2d_channel.slf'
GEOMETRY FILE FORMAT     : SLF / or MED with SALOME preferably for 3D

MED files are typically processed with either SALOME.

Grenzbedingungen (CLI oder BND/BCD) und Liquid Boundary (QSL) Dateien

The boundary file in *.cli format contains information about inflow and outflow nodes (coordinates and IDs). The *.cli file can be opened and modified with any text editor, which is not recommended to avoid inconsistencies. Preferably use Fudaa PrePro or Blue Kenue for generating and/or modifying *.cli files (read more in the TELEMAC pre-processing tutorial). Here is an example (header only) for a *.cli boundary conditions file:

  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    101     1
  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    102     2
  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    103     3
  ...

*.bnd/*.bcd files can be created and edited either with SALOME or a text editor. The following block box shows how a *.bnd boundary file for a simple block geometry may look like.

4
5 4 4 4 downstream
4 5 5 4 upstream
2 0 0 2 leftwall
2 0 0 2 rightwall

Benutzer können eine Datei mit flüssigen Randbedingungen (*.qsl) definieren, um zeitabhängige (unruhige) Randbedingungen (z. B. Entladung, Wassertiefe, Strömungsgeschwindigkeit oder Tracer) zu definieren. Der folgende Block zeigt ein Beispiel für eine Datei mit flüssigen Randbedingungen (*.qsl):

# bc_unsteady.qsl
# Time-dependent inflow (discharge Q(2) and outflow (depth SL(1)
T           Q(1)     SL(2)
s           m3/s     m
0.            0.     5.0
500.        100.     5.0
5000.       150.     5.0

Die Randbedingungen und flüssigen Randdateien können in die Steuerungsdatei eingefügt werden mit:

/steering.cas
BOUNDARY CONDITIONS FILE : 'bc_channel.cli'
LIQUID BOUNDARIES FILE   : 'bc_unsteady.qsl'

Stage-Discharge (oder WSE-Q) Datei (txt - ASCII)

Definieren Sie eine Bühnenentladungsdatei, um eine Bühne zu verwenden (Wasseroberflächenhöhe * WSE*) - Entladungsbeziehung für Randbedingungen. Solche Dateien gelten typischerweise für die stromabwärtige Grenze eines Modells an Kontrollabschnitten (z. B. ein freies Überlaufwehr). Der folgende Block zeigt ein Beispiel für eine Stage-Discharge-Datei (*.txt):

# wse_Q.txt
#
Q(1)     Z(1)
m3/s     m
 50.     0.0
 60.     0.9
100.     1.5

Um eine Stage-Discharge-Datei zu verwenden, definieren Sie das folgende Schlüsselwort in der Steuerungsdatei:

/steering.cas
STAGE-DISCHARGE CURVES FILE : YES

Friktionsdatendatei (tbl/txt - ASCII)

Diese optionale Datei ermöglicht die Definition der Bodenreibung bezüglich des Rauheitsgesetzes und der zugehörigen Funktionskoeffizienten.

Um Reibungsdaten zu aktivieren und zu verwenden, definieren Sie die folgenden Schlüsselwörter in der Lenkungsdatei:

/steering.cas
FRICTION DATA            : YES
FRICTION DATA FILE       : 'friction.tbl'

Die Results/Restart-Datei (SLF oder MED)

A restart file stems from a previous TELEMAC simulation and does not need to exist at the beginning. A good option for visualizing the results file is the PostTelemac plugin in QGIS. Restart files in MED format are typically processed with the ParaVis module in SALOME.

Die Ergebnis-/Neustart-Datei kann in der Lenkungsdatei wie folgt definiert werden:

/steering.cas
RESULTS FILE             : 't2d_channel_output.slf'

Das Telemac2d-Handbuch (Abschnitt 4.1.3) bietet weitere Erklärungen zur Verwendung von Ergebnis-/Neustartdateien (z. B. zur Beschleunigung von Simulationen).

References
  1. Hervouet, J. M., Ata, R., & Goeury, C. (2014). User manual of opensource software Telemac 2d (v7p0, p. 123) [usermanT2D]. EDF-R&D. http://www.openmascaret.org
Numerische Simulationen
Ausführen und Überprüfen einer stationären 2D-Simulation
Numerische Simulationen
Vorverarbeitung