Das Projekt "Verhalten von Schadstoffen im Untergrund - Numerische Simulation von isothermen/nicht-isothermen Mehrphasenprozessen unter Beruecksichtigung der Veraenderung der Fluideigenschaften (modulr aufgebautes Modellsystem)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziel ist die numerische Modellierung von nichtisothermen und isothermen Mehrphasenprozessen in poroesen und stark heterogenen Medien. Auf der Grundlage eines modular konzipierten Programmsystems zur Berechnung von isothermen Mehrphasenprozessen soll ein mathematisch-numerisches Verfahren mit Hilfe der Finite-Elemente Formulierung weiterentwickelt werden. Die Weiterentwicklung betrifft die Beruecksichtigung von Phasenuebergaengen und Phasenwechseln, die durch Vorgaenge der Waermeuebertragung hervorgerufen werden. Das Programmsystem soll ermoeglichen, die wesentlichen Vorgaenge bei der thermischen in-situ Sanierung kontaminierter Boeden und Grundwasserleiter rechnerisch nachzubilden. Aus kleinskaligen Laboruntersuchungen sollen Parameter fuer relevante Einzelprozesse gewonnen und rechnerisch miteinander verknuepft werden. Die Ergebnisse aus den gekoppelten Modellrechnungen sollen mit den Ergebnissen grossskaliger VEGAS-Experimente verglichen werden. Statusbericht (1995): Fuer das neu zu erstellende Modul des Programmsystems MUFTE zur numerischen Simulation von nichtisothermen Mehrphasenstroemungen in heterogenen poroesen Medien wurden die Grundlagen erarbeitet. Die mathematisch-numerische Modellbildung und die Programmierarbeiten konnten abgeschlossen werden. Einzelprozesse des Modells wurden anhand von analytischen Loesungen fuer einfache Problemstellungen verififziert. Fuer komplexere Vorgaenge wurden in einigen ein- und zweidimensionalen Vergleichsrechnungen mit TOUGH2 (Autor: Prof. Pruess, LBNL, Univ. of Berkeley) Prozesse wie Advektion, Konvektion, Gravitation, Binaerdiffusion in der Gasphase und Konduktion sowie der. Einfluss kapiIlarer Kraefte auf ihre korrekte Implementierung ueberprueft. Im naechsten Schritt muss getestet werden, ob Massen- und Energiebilanzen bei den komplexen Prozessen bei Phasenuebergang (Kondensation, Verdampfung) erfuellt sind. Parallel dazu wurde mit der Fully Upwinding Control Volume Finite Elemente Formulierung ein wichtiges Werkzeug zur korrekten Erfassung der Prozesse an Schichtgrenzen bei heterogenem Aquiferaufbau bereitgestellt.
Das Projekt "Mehrphasenprozesse in stark heterogenen poroesen Medien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Zur Erarbeitung von Sanierungsmassnahmen bei stark kontaminierten Grundwasserleitern sind vertiefte Kenntnisse ueber die Stroemungs- und Transportprozesse von fundamentaler Bedeutung. Aus physikalischer Sicht handelt es sich of um Fluide, die mit Wasser nicht mischbar oder nur gering loeslich sind. Sie liegen somit als getrennte Phasen vor, so dass deren Bewegung in poroesen Medien durch Mehrphasenprozesse beschrieben werden muss. Ziel des Vorhabens ist es, die Komplexitaet der zu untersuchenden Mehrphasenprozesse fuer poroese und stark heterogene Medien physikalisch und mathematisch zu beschreiben, geeignete mathematisch-numerische Methoden zu entwickeln und die Zuverlaessigkeit der Modellansaetze sowie den Einfluss der Rechenmodellparameter zu ueberpruefen.