Bidirektional mit anderen Modellen interagieren (Grundwasser-, Kanalnetzmodelle)
HYDRO_AS-2D-Scripting ermöglicht die bidirektionale Interaktion mit anderen Modellen. „Bidirektional“ bedeutet, dass sich die Eingaben und Ergebnisse der Modelle gegenseitig beeinflussen und die Modelle daher zeitlich verschränkt rechnen. Beispielsweise kann der von HYDRO_AS-2D berechnete Wasserstand in einem städtischen Gebiet als Grundlage für den Zufluss zu einem Kanalnetz genutzt werden und andersherum der Überstau aus einem Kanalnetz als Zufluss zu einem HYDRO_AS-2D-Modell.
Mit HYDRO_AS-2D-Scripting können Sie das Kanalnetzmodell z. B. in 5-Minuten-Schritten rechnen lassen, dabei die aktuellen Werte des 2D-Modells nutzen und die Ergebnisse des Kanalnetzmodells wieder in HYDRO_AS-2D weiterverwenden.
Deich- oder Dammbrüche simulieren
HYDRO_AS-2D-Skripting vereinfacht die Modellierung von Deich- oder Dammbrüchen deutlich. Dazu verwendet man ein Skript, das während der Simulation die Höhen des Deiches an der Bruchstelle herabsetzt.
Sie können diesen Zeitpunkt fest vorgeben oder ihn anhand des Modellzustandes im Skript selbst bestimmen. Der Deichbruch soll beispielsweise simuliert werden, wenn an einer bestimmten Stelle ein Wasserstand überschritten wird oder wenn er an dieser Stelle seit wenigstens einem Tag überschritten wurde.
Spezielle Auswertungen zu Modellergebnissen erzeugen
Mit HYDRO_AS-2D-Scripting können statistische Auswertungen zu Modellergebnissen effizient und genau während der Simulation berechnet werden. Beispielsweise können für einzelne Modellknoten während der Simulation Einstau-Dauerlinien berechnet werden, um zu ermitteln, wie lange der Modellknoten während der Simulation wie hoch überflutet war.
In bestimmten Fällen ist nicht nur die Überflutungshöhe relevant, sondern zur Berechnung der Gefährdung auch die Fließgeschwindigkeit an einer bestimmten Stelle zu berücksichtigen. Auch diese Information kann das Skript abgreifen.
Die Auswertung muss nicht auf den Ausgabezeitschritten von HYDRO_AS-2D basieren, sondern kann die internen Berechnungszeitschritte nutzen. Diese Informationen können Sie in einem Datenformat ausgeben, das in Ihrem konkreten Anwendungsfall am besten weiterverwendet werden kann.
Varianten berechnen
Üblicherweise nutzen Sie die in SMS angebotenen Funktionen für die Varianten-Rechnung. Wenn sehr viele Varianten zu berechnen sind, kann das jedoch aufwändig und fehleranfällig sein.
HYDRO_AS-2D-Scripting erleichtert die systematische Erstellung von Varianten: Die Änderung des Modells wird dazu nicht manuell vorgenommen, sondern durch das Skript. Sie legen vom Ausgangsmodell keine Kopie mehr an, sondern arbeiten immer nur mit dem Ausgangsmodell und dem Skript, das die Variante erzeugt. Dadurch können Sie in einem Rechenlauf mehrere Varianten zeitlich hintereinander rechnen und anschließend vergleichen. Diese Technik ist vor allem sinnvoll, wenn viele unterschiedliche Deichbruchstellen, viele verschiedene Zufluss-Zeitreihen, oder mehrere Wehrhöhen bzw. Bauwerksöffnungen etc. zu untersuchen sind.
Für die Bemessung von Brücken können Sie die Konstruktionsunterkanten variabel einstellen. Man kann mehrere Varianten mit verschiedenen Brückenöffnungen automatisch anlegen und in einem Rechenlauf modellieren.
Programmieren mit Lua
Lua ist eine „kleine“, aber vollständige Programmiersprache. Sie ist leicht zu erlernen, besonders wenn man bereits Kenntnisse in Python, Java, oder C++ besitzt. HYDRO_AS-2D ruft die Skripte in jedem internen Zeitschritt auf und arbeitet sie ab.
Beispiel für ein Lua-Skript, das im 2D-Modell ein Drosselbauwerk in Abhängigkeit von einem Wasserstand an einem Pegelpunkt im Modell steuert.
Der Einsatz von Skripten wird in der Dokumentation detailliert erklärt und anhand von Beispielen erläutert, sodass Anwender direkt loslegen können. Hydrotec wird zusätzlich Aufbauschulungen zum Scripting für HYDRO_AS-2D anbieten.
Dipl.-Math. Benedikt Rothe, Dr. rer. nat. Eva Loch
