Telemac-AD

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Einführung (German)

bild2 Telemac-AD kann den Einfluss räumlicher Störgrößen auf Strömungen punktgenau rückrechnen. Diese in der Gewässermodellierung revolutionäre Technik ermöglicht die Lösung bisher physikalisch und numerisch kaum modellierbarer Fragestellungen, weil der Einfluss pro Knoten und Parameter ohne Überlagerung mit anderen quantifiziert wird.

In der Fließgewässerhydraulik kann dieses Verfahren zur automatischen Optimierung und Kalibrierung strömungsrelevanter Formen, zur Data Assimilation und für hoch aufgelöste Sensitivitätsanalysen verwendet werden.

Diese neue Vorgehensweise öffnet das Tor zu einem weiten Feld neuer Anwendungen. Als praktische Anwendung für Telemac AD lässt sich damit beispielsweise für einen bestimmten Zeitpunkt, in einem Gitternetz von Telemac-2D -3D oder Sisyphe mit Millionen Einzelpunkten für jeden einzelnen Netzpunkt (und zugehörigen Parameter V, WSP, kstr …)

  •   der Einfluss auf die gleichmäßige Anströmung eines Kraftwerks mit Vorzeichen quantifizieren und somit die Energieausbeute maximieren.
  •   die Bedeutung für die Robustheit / Sensitivität einer Anlage ermitteln (z.B. Hochwasserschutzbauwerke oder Verkehrswasserbau)

Die von AD gelieferten Informationen können kombiniert mit geeigneten Optimierungsverfahren zum Beispiel zur

  • automatisch kalibrieren von Rauheitswerten benutzt werden, um einen gewünschten Wasserspiegel an anderer Stelle zu erreichen (ungelöstes Alltagsproblem der Modellierung)
  • zur halbautomatisch Modifikation von Punktkoordinaten genutzt werden, damit Fließrichtung und Geschwindigkeit in einem gewünschten Rahmen bleiben. Flugzeugflügel und die Aerodynamik des neuen VW Golf wurden so bereits optimiert (Formgebung strömungsrelevanter Bauwerke).

Allgemeinere Texte auf Deutsch erschien hier:

–> Link: Dresdner Wasserbau Kolloquium 2016: Adjungierte Modelle zur Quantifizierung von Gewässer-Morphologie-Bauwerksinteraktionen

–> Link: Ein aktueller Beitrag zum Thema Telemac-AD von Jan Riehme & Uwe Merkel findet sich in der WasserWirtschaft 12/2013 -> Ein kostenloser Abdruck kann auf Anfrage von uns bezogen werden.

Detaillierterer Text auf Englisch:

Full Text: –> Link:  “Reverse engineering of initial & boundary conditions with TELEMAC and algorithmic differentiation” / page 25ff in Telemac Users Conference 2013 (Jan Riehme & Uwe Merkel)

Lizenzierung

Die ursprüngliche Entwicklung von Telemac-AD war eine Auftragsarbeit von UHM und dem STCE Aachen für die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW).
Seit 2015 können auch Drittanwender auf die Möglichkeiten von Telemac-AD zugreifen.

  • TEST Versionen: Wenn Sie TELEMAC-AD testen wollen, können Sie die untenstehenden Beispiele selbst unter Linux ausführen.
  • BASIS Version: Seit 2016 stellen wir eine serielle Vollversion mit allen wichtigen Basisfunktionen im Rahmen unserer Schulungen (COURSE III) zur Verfügung.
  • INDIVIDUELLE PROJEKT VERSION: Für den Einsatz in Ihren Projekten wird Ihnen eine individuelle Version zur Verfügung gestellt, zugeschnitten auf alle Ziel Parameter die Sie benötigen.

Kontaktieren Sie uns für Details.

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Introduction (English)

  The algorithmic differentiated Telemac-Suite calculates the impact of a high number of spatially distributed parameters on flow conditions. This technique is a revolutionary step forward in open channel flow simulations, as it solves previously unsolvable or very expensive computational problems. For cases where the classic simulation methods simulate the impact of many parameters only mixed, Telemac-2D AD returns the influence of every single parameter alone. These results open a wide new field of applications: Automatic optimization and calibration of flow relevant shapes, data assimilation, high resolution sensitivity analysis or inverse modelling.

Full Text: –> Link:  “Reverse engineering of initial & boundary conditions with TELEMAC and algorithmic differentiation” / page 25ff in Telemac Users Conference 2013 (Jan Riehme & Uwe Merkel) (FREE)

License

Telemac-AD was originally a contract R&D work of STCE Aachen and UHM for the Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)

Since 2015 third parties are allowed to use it for commercial projects.

  • For testing, use the following examples.
  • BASE VERSION: Since 2016 we use a seriell, more universal full version for our Course III Course III – Telemac-AD. This is exclusiv available for the Course participants, as the Course fee pays for the necessary NAG compiler licence.
  • INDIVIDUAL PROJECT VERSIONS: For all applications in real world projects, we provide you a project specific version, which shows the sensitivities of all parameters that matter for your special project demands.

Contact us for details:

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Examples for better understanding and demo versions

We prepared a couple of public examples to show the wide range of applications which are possible with Telemac-AD.
Feel free to download them and try your own parameter sets.

OS Prerequisites: Linux 64Bit, e.g. Ubuntu or Linux Mint

Register for Download:

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Example 1: Shear Stress in a Groyne Head Scour
Adjoints for Bottom ZF and Roughness KS

Groyne Scour Problems

Example 2: Detecting Reasons for low Freeboard and Local Velocity Extrema
Inner City White Water Slalom Parcour

Inner City White Water Slalom Parcour

Example 3: Shape optimization of bathymetry for a better distribution of a Tracer
3

Shape of an edge affects a tracers distribution

Example 4: Shape optimization of a Bridge Pier / Creation of  Karman Vortex Street

Optimizing obstacles to prevent or create vortexes

 

 

 

We will show some more examples about AD in future on this page.