Tecplot을 사용하여 최상의 수질모델 후처리 결과 제공. (지하수 , 홍수침수 시각화 사례)

해당 사용 사례 연구는 Michael Callaghan, PhD, P.Eng – Senior Applications Engineer, Aquanty가 제공했습니다.


Aquanty 는 예측 분석, 시뮬레이션 및 예측, 연구 서비스 및 IoT를 전문으로하는 최첨단 수자원 과학 및 기술 회사입니다. Aquanty의 솔루션 및 서비스는 다음을 포함하여 광범위한 산업 부문에 걸쳐 전 세계적으로 배포됩니다. (농업, 석유 및 가스, 광업, 유역 관리, 오염 물질 정화 및 핵 저장 및 처리 등) Aquanty 회사의 주력 플랫폼인 HydroGeoSphere 는 완전히 통합 된 3차원 표면 모델링을 제공합니다.

Integrated Surface-Subsurface Hydrologic Cycle Model 이란 무엇입니까?

HGS는 물의 사이클의 전체 지상 부분을 시뮬레이션하도록 설계된 3 차원 제어 볼륨 유한 요소 시뮬레이터입니다. 2 차원 확산 파 방정식과 3D 형태의 Richards '방정식 을 동시에 풀기 위해 전역 적으로 Implicit 한 접근 방식을 사용합니다 .

HGS의 통합 계산의 기초는 서로 상호작용하는 여러 개의 1D, 2D, 3D '영역'으로 구성됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 2D 지표수 흐름 영역

• 별도의 불연속적인 균열과 이중 투과성 영역을 포함할 수 있는 3D 지하수 흐름 영역

• 1D 표면 흐름 채널

• 1D 지하 타일 배수관

• 1D 물 우물

수문 주기의 데이터 집약적인 모델 출력은 여러 영역을 동시에 3D로 시각화하는 경우가 많으며, 이를 위해 Tecplot 360의 유연성이 유리하게 작용합니다.

표면수 - 지하수 상호작용 시각화

복잡한 지형, 예를 들어 울퉁불퉁한 지형에서 지하수와 표면수 상호작용을 시뮬레이션하는 것은 전통적으로 수문 모델링 커뮤니티에서 큰 도전 과제로 여겨져 왔습니다. 특히, 이른바 '채우기와 넘침(fill and spill)' 행동처럼 말이죠.

그러나 HGS를 사용하면 표면 지형과 고도로 변동적인 지하수 지층(하이드로스트라티그래피) 또는 선호 흐름 경로의 조합이 수분 이동에 미치는 복잡한 과정을 쉽게 재현할 수 있습니다.

그림 2에 표시된 예시에서는 강수량이 고지대 지역에 떨어져서 표면 흐름을 일으키고, 표면 함몰지에 물이 채워지고 넘쳐 흐릅니다. Tecplot 360 애니메이션은 이러한 함몰지 아래에서 발생하는 지하수 충전을 시각화하며, 여기서 물이 고인 수위와 균열이 있는 지하수 차단층이 지하수 이동에 영향을 미치는 것을 보여줍니다.

홍수 침수 시각화

HGS 모델은 센티미터에서 미터, 킬로미터에서 수백 킬로미터에 이르는 다양한 규모를 다룰 수 있습니다. 비구조적 유한 요소 메시(mesh)를 사용하면 이러한 다양한 규모에서 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다.

Tecplot 360은 비구조적 그리드를 처리하는 본래의 유연성 덕분에 다양한 규모의 문제에 대해 매우 유용한 시각화 도구로 활용됩니다.

이 응용 프로그램에서는 HydroGeoSphere를 사용하여 2013년 6월 캐나다 앨버타 주 남부에서 발생한 홍수를 재현하고 있습니다. 그림 3에 제시된 시뮬레이션 결과는 유역 규모 수문 시뮬레이션에서 파생된 홍수 펄스가 캐나다 앨버타 주의 메디슨 햇 시의 로컬 규모 모델을 통해 유입되는 과정을 나타냅니다. 이 모델의 입력으로는 LiDAR 기반의 지형 정보가 사용되었으며, 결과적으로 시뮬레이션된 수위와 관측된 최고 수위 간에 뛰어난 일치를 보여주고 있습니다.

위 시각화 사례들은 Tecplot 360 덕분에 가능해졌습니다. HGS는 Tecplot 파일 형식으로 결과를 직접 생성하는 강력한 후처리 도구를 사용하여 Tecplot 생태계와 긴밀히 통합되어 있습니다.


Tecplot 360은 일반적인 2D 데이터 플로팅, 고품질 3D 모델 시각화, 결과 검사 및 평가에 필수적인 도구입니다.

Aquanty 및 HydroGeoSphere에 대해 더 알아보기 »