Meervoudige ontwerp - Civiele Techniek en Geowetenschappen ...

Bijlagen rapport : Meervoudige ontwerp- en effectenstudie van koude-warmteopslagsystemen in de binnenstad van Den Haag
%HVFKULMYLQJ )/23 1
De modelleercode FLOP3N staat voor FLOw Pattern 3-dimensional N-layers. De modelleercode
simuleert de grondwaterstroming en daaraan gekoppelde beweging van waterdeeltjes (particle
tracking). Om de algemene grondwaterstromingsvergelijking op te lossen wordt de verticale gradiënt
in watervoerende pakketten en horizontale gradiënt in scheidende lagen niet verwaarloosd.
$OJHPHQH JURQGZDWHUVWURPLQJVYHUJHOLMNLQJ
Aannames die zijn gedaan om de algemene grondwaterstromingsvergelijking op te lossen zijn:
- de bodem wordt opgebouwd uit horizontale lagen die homogeen en horizontaal isotroop worden
verondersteld;
- de bodemlagen kunnen worden gekarakteriseerd door horizontale en verticale doorlatendheden.
In elke bodemlaag is de volledige 3-dimensionale Laplace-vergelijking van kracht:
(12.3)
(12.4)
⎡ ∂ ∂ ⎤ ∂
N ⎢ N
[ \
⎥
⎣∂ ∂ ⎦ ∂]
JG
JG T
Y =
Q
�§������§���
�£��������¥�§�������§�
�§�¥�§��������§�����¢������§�����
2 2 2
, + 2 2 φ + , φ = 0 2
� ��� �
���
�
�
,
�
� �
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ HQ
�������¢�������� �������¢����� ������������
Q�
N doorlatendheidscoëfficiënt m/d
L laagnummer -
φ potentiaal m
Y effectieve grondwaterstromingssnelheid m/d
T specifieke grondwaterstromingssnelheid m/d
effectieve porositeit -
Randvoorwaarden kunnen worden opgesteld voor een aantal specifieke hydrologische situaties
om de partiële differentiaalvergelijking op te lossen. De oplossing wordt verkregen door op de
partiele differentiaalvergelijking een algemene Fourrier-transformatie toe te passen, die is gebaseerd
op een oneidige reeks van eigenfuncties. Hierdoor ontstaat in plaats van de partiele differentiaalvergelijking
een oneindige reeks van ´gewone´ differentiaalvergelijkingen. Deze ´gewone´
differentiaalvergelijkingen kunnen expliciet worden opgelost.
Voor meer informatie over FLOP3N of de analytische oplossingsmethode van de partiele differentiaalvergelijking
wordt verwezen naar [Veling, 1992].
:DUPWHWUDQVSRUW
Het is niet mogelijk om warmtetransport met FLOP3N te berekenen. Het is wel mogelijk om de
vorm van de thermische bel te berekenen door een retardatie toe te passen op het injectiefront.
De effecten van conductie en dispersie op de thermische bel kunnen niet worden meegenomen.
Daarom is het niet mogelijk het opwarmen of afkoelen van de bodem door deze processen te
simuleren.
�¥�