Preisträgerin 2020
| Vorname | Anna |
| Name | Wellmann |
| Hochschule | Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig |
| Fachbereich | Bauingenieurwesen |
| Institut | Inst. für rechnergestützte Modellierung im Bauingenieurwesen |
| Titel | B. Sc. |
| Thema | Entwicklung und Integration eines Nagel-Schreckenberg-Modells in einen CFD-Solver zur Simulation von Schadstoffausbreitungen im urbanen Raum |
Kurzfassung
Die Schadstoffbelastung urbaner Räume durch Verkehr, Industrieanlagen und Heizungsanlagen ist insbesondere im Rahmen der Feinstaub- und NOx-Problematik in das gesellschaftliche Bewußtsein gerückt.
Für Planende und Entscheidungsträger stellt sich daher die Frage, wie die Auswirkungen von infrastrukturellen oder verkehrsbezogenen Steuerungsmaßnahmen sich insbesondere auf sensible urbane Orte wie Krankenhäuser, Kindergärten oder öffentliche Versammlungsräume bezüglich der Schadstoffminimierung abzuschätzen sind. Diese Wirkungsprüfung ist auch im Rahmen entsprechender gerichtlicher Fahrverbote von großem Interesse. Da zeitlich und räumlich hochaufgelöste Schadstoffmessungen mit sehr hohem materiellem Aufwand verbunden sind, stellt die rechnergestützte Simulation der urbanen Schadstoffdynamik ein komplementäres Instrument zur Analyse und Prognose von Schadstoffausbreitungen dar.
Die bestehenden Modelle basieren jedoch weitestgehend auf homogenisierenden Windmodellen in Form von RANS-Ansätzen oder auf hochauflösenden Berechnungsverfahren, welche die Nutzung von Supercomputern erfordern und daher noch nicht praxistauglich sind. Darüberhinaus müssen solche Windmodelle mit entsprechenden Verkehrsmodellen gekoppelt werden. Hierzu existieren bislang nur rudimentäre Ansätze. In Ihrer Arbeit koppelt Frau Wellmann einen am Institut entwickelten hochauflösenden Berechnungsansatz für die dreidimensionale und zeitabhängige innerstädtische Windmodellierung und koppelt diesen mit einem dynamischen Verkehrsmodell.
Durch die Implementierung auf spezieller Berechnungshardware (sog. GPGPU) ermöglicht diese Implementierung erstmals eine hochauflösende Prognose von Schadstoffausbreitungen auf der Distriktskala in Echtzeit auf einem Desktop-System. Die Publikation dieser Ergebnisse erfolgte als Keynote-Lecture bei der EUROBRAKE 2019. Entsprechende Journalpublikationen werden gerade erarbeitet.
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