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Projektarbeit/Studienarbeit
FreieKonvektioninnatrlichengeologischenFormationen
Betreuer: KatharinaVujevic(LeibnizUniversittHannover)
CoBetreuer: N/A
Beginn: absofort
Dauer: ca.4Wochen
Zielgruppe: StudentenderFachrichtungHydrologie,Hydrogeologie,Geophysik,BauingenieurswesenodervergleichbareDisziplinabdem3.Semester
Kontakt: [email protected]
Themenbereich
In vielen hydrogeologischen Systemen spielen Dichtevariationen eine wichtige Rolle in derGrundwasserdynamik. Unterschiede in Salzgehalt oder Temperatur fhren zu Dichtegradienteninnerhalb eines Aquifers. Abhngig vom Verhltnis von Auftriebskrften zu Diffusion/Konduktionknnen instabile Dichteschichtungen diffusiv/konduktiv ausgeglichen werden oder zu freierKonvektion fhren. Dieses Forschungsgebiet ist besonders fr Fragestellungen zu kstennahenAquiferen, Schadstoffaustrag ausDeponienoder geothermischerExtraktion relevant.Esexistierenzahlreiche numerische Studien zum Phnomen der dichtegetrieben Grundwasserstrmung.AllerdingsreprsentierendieverwendetenParameterhufigkeinerealengeologischenFormationen,sondernsindfiktiv.
InhaltderArbeit
DieseSeminararbeitsolldaherdiehydraulischenundthermischenEigenschaftenrealerGesteine inBezug zu den Voraussetzungen fr dichteabhngige Konvektion setzen. Ziel ist es zu bestimmen,welcheFormationenKandidatenfrfreieKonvektionsPhnomenesind.DreiverschiedenFllesollenuntersuchtwerden:GrundwasserdichteabhngigvonSalz,Wrme,oderbeidem.
Die Arbeit besteht zu groen Teilen in Literaturrecherche und theoretischen berlegungen.Zustzlich werden Simulationen mit den zuvor bestimmten Parametern und dem numerischenSimulatorHydroGeoSpheregemacht.DieAuswertungerfolgtmitTecplotundMatlaboderMSExcel.
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imEinzelnen
DurchfhrenvonLiteraturrecherchebezglichderCharakteristikageologischerFormationenundderDichtegradientenimGrundwasser.
ErlangunggrundlegendenWissensberdichtegetriebeneStrmung
ErstellungeinesModellSzenariosundDurchfhrungvonComputersimulationen
Auswertung und graphische Darstellung der Simulationsergebnisse, sowie Verfassen derschriftlichenArbeit.
Betreuer:M.Sc.KatharinaVujevic
Prfer:.....
Hannover,31.10.2012
VerfgbareMaterialien/Hilfen:
- VerschiedeneArtikelzuKonvektion inporsenMedienundGesteinseigenschaften(darberhinausmussweitereLiteraturbeschafftwerden)
- EinfhrunginHydroGeoSphere(Methoden,Eingaben,Ausgaben,Postprocessing)
- VorbereitetesBeispielInputfilefrHydroGeoSphere
- PCArbeitsplatzamInstitutfrSimulationen
- BetreuungwhrendderErstellungderArbeit
Literatur(unteranderem):
HORTONC,ROGERSF(1945):ConvectionCurrents inaPorousMedium.JournalofappliedPhysics16,S.367370.
LAPWOOD,E(1948):Convectionofafluidinaporousmedium.ProcCambridgePhil.Soc.44,S.50852.
MOJTABIA,CHARRIERMOJTABIM(2005):DoubleDiffusiveConvectioninPorousMedia.In:VafaiK(Ed.):HandbookofPorousMediaSecondEdition.CRCPress.BocaRaton,2005,S.269320.
MUSUUZA J,RADUF,ATTINGERS (2012):Predictingpredominant thermal convection in thermohalineflowsinsaturatedporousmedia.In:AdvancesinWaterResources49,S.2336.
OLDENBURGC,PRUESSK(1998):LayerdThermohalineConvectioninHypersalineGeothermalSystems.TransportinPorousMedia33,S.2963.
SIMMONSC,SHARP J,NIELDD (2008):Modesof freeconvection in fractured lowpermeabilitymedia.WaterResourcesResearch44,W03431.
VANDAMR,SIMMONSC,HYNDMAND,WOODW(2009):Naturalfreeconvection inporousmedia:Firstfielddocumentation.GeophysicalResearchLetters36,L11403.
