Numerieke instellingen
Deze modelstudie speelt zich af op een extreem klein ruimtelijk en temporeel schaalniveau. Daarnaast moet extra aandacht worden besteed aan aspecten als turbulentie en hoge stroomsnelheden. Om zeker te zijn dat we de juiste numerieke instellingen gebruiken hebben we senior specialist HEC-RAS Chris Goodell bij het project betrokken. Chris is betrokken geweest bij de bouw van HEC-RAS, geeft over de hele wereld trainingen in HEC-RAS, heeft een populair blog en vodcast en is auteur van het boek ‘Breaking the HEC-RAS code’.
In een aantal sessies met Chris Goodell kwamen we tot de volgende aanpassingen ten opzichte van de standaard numerieke instellingen van HEC-RAS, specifiek geënt op de situatie rond Casa Mia:
- Equation set: SWE-ELM
- Dit zijn de complete ondiepwatervergelijkingen (Shallow Water Equations) die ook de versnellingstermen bevatten. Dit in tegenstelling tot de Diffusion Wave Approximation die standaard staat aangevinkt. De versnellingstermen zijn cruciaal omdat we in deze studie expliciet kennis willen opdoen van eventuele turbulenties.
- Turbulence model: Conservative
- Om turbulentie te kunnen berekenen moet een van deze opties worden gekozen. De optie ‘conservative’ wordt door de makers aangeraden als de enige juiste. De optie werkt alleen in combinatie met de SWE-vergelijking (zie hierboven)
- Longitudinal Mixing Coefficient
- We schatten in dat, vanwege het gladde en rechte verloop van de ontkluisde beek, er weinig sprake zal zijn van dispersie in lengterichting. Daarom zetten we initieel de Longitudinal Mixinc Coefficient op 0.1. De aanbevolen range voor lage waarden is @@@. In een gevoeligheidsanalyse zullen we andere waarden nog onderzoeken.
- Transversal Mixing Coefficient
- Ook voor de transversale richting (dwars op de stroomrichting) verwachten we geringe dispersie. Hier nemen we het aanbevolen minmum van 0.05 als initiele waarde.
- Smagorinsky Coefficient
- Dit is eveneens een parameter die gerelateerd is aan turbulentie. Ook hiervoor nemen we de laagst aanbevolen waarde.
Voor wat betreft de ruimtelijke resolutie van het rekenrooster (mesh) is Chris van mening dat extreem kleine cellen in de orde grootte 5 tot 10 cm niet per sé nodig zijn. Een resolutie van 50 cm zou volgens hem afdoende moeten zijn om de processen goed te schematiseren.