Til hovedinnhold

ES-08 3D Modellering av free-surface vannstrømning

ES-08 3D Modellering av free-surface vannstrømning

Multi-phase strømning undersøkelse i OpenFOAM ved Bjørsetdammen for å forbedre fiskevandring

Simulert strømningsfelt i Orkla ved bruk av one-phase modellering i OpenFoam. (strømingsretningen er fra høyre til venstre)
Simulert strømningsfelt i Orkla ved bruk av one-phase modellering i OpenFoam. (strømingsretningen er fra høyre til venstre)

Motivasjon og relevans
Villakspopulasjonen er av stor betydning for det norske samfunnet.Vannkraftverk er ofte en migrasjonsbarriere for villaks og kan være flaskehals for populasjonsdynamikken. Tidseffektive simulasjoner av vannkraftmagasiner gir muligheter til å undersøke potensielle løsninger for å muliggjøre og forbedre fiskevandring.

Bakgrunn
Vannkraft har en lang historie i Norge og er en viktig for landets økonomi, men har samtidig en negativ effekt på vannmiljøet. Vannkraftverk forandrer lokale strømninger, for eksempel ved turbininntak. Endringer i strømningsforhold kan påvirke fisk som regelmessig vandrer til havet på næringssøk, for eksempel laks og ørret. Disse fiskeartene må gå forbi menneskeskapte strukturer i elver og noen av disse som for eksempel turbinpassasjer er som regel dødelig for fisk.

Hvert vannkraftanlegg er unikt og det finnes behov for lokasjonsbestemte undersøkelser og løsninger. Detaljert beskrivelse av strømningsforhold er avgjørende for å finne gode nok migrasjonsløsninger. State-of-the-art teknologi for å undersøke strømning er 3D-modellering i OpenFOAM.

Strømningsforhold ved Bjørsetdammen i Orkla har blitt undersøkt med forskjellige numeriske metoder, og forskjellige strømnings-scenarioer ble karakterisert for migrasjonsperioden av laks. Beregnet strømningskarateristikk i kombinasjon med målte fiskesporer oppklarer aktuelle migrasjonsforhold, spesielt med hensyn til turbinpassasjer som mislykkes.

Undersøkelsene ble utført på NTNU som en del av SafePASS-prosjektet, og var begrenset til one-phase-flow.
Som konsekvens krevde modellering av ulike scenarioer høy regnetid når nye rutenett ble generert for hvert enkelt hydraulisk scenario.

Vårt mål i Vannressurs-gruppen i SINTEF Energi er å forenkle scenariomodellering ved bruk av multi-phase flow-modulen i OpenFOAM. Ved bruk av multi-phase kan ett og samme rutenett brukes for ulike vannføringer. Den resulterende økte fleksibiliteten skal effektivisere numerisk 3D-modellering i elver og hjelpe å finne best mulige løsninger for flere vassdrag.

Oppgaven består i

  • Å sette seg inn i problemstillingen og OpenFOAM software.
  • Opprettelse av fleksibelt numerisk rutenett for ulike vannføringer.
  • Simulering av multi-phase setups ved Bjørsetdammens domene.
  • Studere effekten av ulike parametere.
  • Skrive rapport

Forutsetninger

  • Interesse for fluiddynamikk
  • Erfaring med numeriske simulasjoner
  • Kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i) Linux environment
  • Kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i) OpenFOAM

Medveiledere Marcell Szabo-Meszaros og Lennart Hagen Schönfelder 


Slik søker du

Søknad sendes til: 
EN-sommerjobb2019@sintef.no

Vi trenger søknadstekst, CV og karakterutskrifter samlet i ett pdf-dokument. Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil 3 energisommerjobber. Om du søker på flere jobber sender du en samlet søknad.

I tittel-/subjectfeltet skriver du navnet ditt og jobbnummeret på de sommerjobbene du søker på. Søker du på flere ber vi deg skrive jobbnumrene i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...)

Søknadsfrist er 1. mars, aktuelle kandidater vil bli kontaktet fortløpende. Vi oppfordrer deg derfor til å søke tidlig.