Vortrag: Neuerungen und zukünftige Entwicklungen von SPRING/STRING

[Lukas Birkhoff]

Dipl.-Geol. Torsten Seidel & Dr. Simon Schröder
delta h Ingenieurgesellschaft mbh
Parkweg 67
58453 Witten
www.delta-h.de
ts@delta-h.de
sc@delta-h.de

SPRING – Simulation of Processes in Groundwater
Willkommen zu SPRING 6.2, der neuesten Version des seit mehr als 45 Jahren bewährten Programmsystems zur Grundwassermodellierung. Ob im Bergbau, im Tiefbau, bei der Wasserversorgung, bei der Grundwassersanierung oder der Geothermie: Bei allen Planungs- und Beratungsleistungen unterstützt Sie unsere bewährte Software SPRING [1]. Das auf einer Entwicklung der Ruhr-Universität Bochum basierende Programmsystem ermöglicht die Berechnung von dreidimensionalen Grundwasserströmungs-, Oberflächengewässer-, Wärme- und Stofftransportmodellen. Neu in SPRING sind unter anderem ein intuitives Messstellen-Management, fortschrittliche Algorithmen zur Berechnung und Visualisierung von Bahnlinien, Schnittstellen zu GoCAD und Excel, schnelle und speichereffiziente Gleichungslöser, HiDPI -Kompatibilität, Tools wie das Brunnenmanagement als auch ein Forum zum Zusammenführen der SPRING-Anwender weltweit.
Wir arbeiten kontinuierlich an der Verbesserung von SPRING. Zukünftig soll die Integration von PEST weiter ausgebaut werden. Das Messstellen-Management ist bereits jetzt schon ein erster Schritt in diese Richtung. Darüber hinaus wird werden weitere Austauschformate mit GIS-Systemen geschaffen. Ein Fehlerschätzer im Berechnungsbaustein erlaubt eine detailliertere Bewertung der Güte der Simulationsergebnisse. In RUBINFLUX wird zukünftig der kapillare Aufstieg integriert, welcher eine Kopplung der Neubildungsberechnung mit der Strömungssimulation erfordert. Für Vertikalmodelle ist eine Kopplung der Neubildungsberechnung an die Wurzelzone vorgesehen, um die instationären Sättigungsgrade noch besser abbilden zu können. Der Phasenübergang von Grundwasser zu Wasserdampf wird einen weiteren Prozess in die Wärmetransportberechnung aufnehmen.

STRING: An Advanced Groundwater Flow Visualization Tool
Die Visualisierung von 3D-Grundwasserströmungen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. In STRING [2] vermitteln die sich mit der Strömung bewegenden Pathlets ein Gefühl für die Geschwindigkeit und Richtung sowohl von stationären als auch von instationären Strömungen. Das Visualisierungskonzept
basiert auf der Lagrangeschen Sicht der Strömung, d.h. die Bewegung der Pathlets erfolgt entlang der durch die Pfadlinien vorgegebenen Richtung. Um jedes Detail der Strömung zu erfassen, wird eine fortschrittliche Methode für intelligentes, zeitabhängiges Seeding verwendet, die auf Ideen der Finite Pointset Method (FPM) basiert, die am Fraunhofer ITWM konzipiert und kontinuierlich weiterentwickelt wurde. Neben Pathlets können zusätzlicher Strömungseigenschaften als Direct Volume Rendering und Isosurfaces visualisiert werden.
STRING unterstützt in der neuen Version ein Reihe weiterer Dateiformate. So können nun unter anderem GeoTIFFS und LASer point cloud Formate direkt als Punktewolke in STRING eingelesen werden.
Auch eine Anbindung an SKUA/GOCAD ist gegeben. Darüber hinaus können neben den Hintergrunddaten von SPRING die Netzdateien ohne Umwege geöffnet werden. STRING unterstützt zudem interaktive horizontale und vertikale Schnittflächen. Verschiedene Rendering Backends erlauben es STRING die Hardware ideal auszunutzen. So ist schon seit längerem die Raytracing Engine OSPray integriert, die fotorealistische Darstellungen erlaubt. Neu wird auf NVIDIA Grafikkarten die zugehörige Raytracing Engine VisRTX unterstützt, die auf modernen Grafikkarten eine deutliche Beschleunigung ermöglicht. Zukünftig kann auf ANARI gesetzt werden, was den Zugriff auf verschiedene Backends vereinheitlicht und jederzeit die neueste Hardware ideal ausnutzen kann.

SPRINGviewer: Auch mobil immer auf dem Laufenden
SPRINGviewer ist eine kostenlose, eigenständige Anwendung für Mobiltelefone und Tablets, die es dem Benutzer ermöglicht, eine Vielzahl von SPRING Datensätzen zu importieren, zu visualisieren, und zu verteilen. Er bietet zudem Zugriff auf die Programmdokumentation.

[1] delta h Ingenieurgesellschaft mbH (2022): "SPRING 6 - Simulation of Processes in Groundwater"; Benutzerhandbuch; ISBN: 978-3-00-073433-5 http://www.spring.delta-h.de
[2] Seidel, T., König, C., Schäfer, M., Ostermann, I., Biedert, T., Hietel, D.: Intuitive visualization of transient groundwater flow; Computers and Geosciences (2014) pp. 173-179, 2014


Präsentation:

SPRING_STRING_ts_sc.pdf