Prozeßmodellierung und Parameteridentifikation von Mehrphasenströmungsprozessen in porösen Medien (eBook)

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Geowissenschaften / Geographie - Sonstiges, Note: magna cum laude, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Sprache: Deutsch, Abstract: Mit zunehmender Industrialisierung stieg die Zahl oberflächennaher Schadensfälle, bei denen mit Wasser nichtmischbare Fluide (NAPL) in den Untergrund gelangten, die das Schutzgut "Grundwasser" bedrohen. Die Strömungsprozesse der drei Phasen Wasser, NAPL und Luft, aber auch Wasser, Erdöl und Erdgas im Untergrund werden durch die Mehrphasengeohydraulik beschrieben. Die Arbeit behandelt die Modellbildung, Simulation und Parameteridentifikation der Mehrphasengeohydraulik, d.h. es werden die Dynamik der Strömungsprozesse mehrerer fluider Phasen in porösen Medien als auch die Statik betrachtet. Aufbauend auf den physiko-chemischen Phaseneigenschaften werden Modellkonzepte zur Beschreibung der hydraulischen Zustandsfunktionen von Mehrphasensystemen entwickelt. Diese Parameterfunktionen des applizierten Strömungsprozeßmodells werden mit der Sensitivitäts- und Szenarioanalyse, aus denen auch grundlegende Anforderungen an die Gestaltung des meßtechnisch erfaßbaren Prozesses (Multistep-Flow-Test) für die Parameteridentifikation resultieren, überprüft. Das Parameteridentifikationsmodell SIWAPRO gestattet die Identifikation der Modellparameter aus Multistep-Flow-Tests. Die Vorgabe geohydraulisch begründeter Parameterstart- und Grenzwerte stabilisiert den Optimierungsalgorithmus und minimiert die Gefahr nichteindeutiger Lösungen. Eine Meßzelle zur Aufnahme der hydraulischen Zustandsfunktionen von Dreiphasensystemen (Retentionsfunktion/Wasserspannungscharakteristik und Funktion der ungesättigten hydraulischen Leitfähigkeit) in porösen Medien wird vorgestellt.