Logo LIAG
Home / Institut / Forschungsabteilungen / Systemintegration / Forschungsbereich Dynamische Modellierung 

Forschungsbereich Dynamische Modellierung

Forschungsbereich Dynamische Modellierung: Die Dynamische Modellierung hat zur Aufgabe, das geologische Modell mit mathematischen Modellen abzubilden, um so Strömungs-, Stoff/Wärmetransport- und Deformationsprozesse in Geosystemen simulieren zu können.

Forschung

Mathematische Modelle werden dabei eingesetzt, um einerseits die Konsistenz des räumlichen geologischen Modells (konzeptionellen Modells) und die zeitliche Variabilität der Reaktion des Modellsystems zu prüfen (Inversmodell) und andererseits die Antwort des Modellsystems auf die Änderung innerer und äußerer Randbedingungen zu geben (Vorwärtsmodell). Die Prognose des Verhaltens eines Geosystems (Grundwasserleiter, Reservoir) ist integraler Bestandteil der Bewirtschaftung eines Grundwasserleiters / Georeservoirs für dessen nachhaltige Nutzung und die Abschätzung potentieller Risiken (Kontamination, geomechanische).

Der Einsatz von Modellen in Parameterstudien ermöglicht dabei die Abschätzung der relativen Bedeutung einer Modellkomponente beziehungsweise Parameters für die Systemreaktion (zum Beispiel die Deformation einer Speicherformation als Folge einer Fluidinjektionsmaßnahme).

Die Arbeitsgruppe am Forschungsbereich Dynamische Modellierung setzt dabei auf:

  • Verschiedene numerische Modelle. So werden Prozesse im Porenmaßstab erklärt, besser verstanden und quantifiziert (einfache Strömungsprozesse bis zu komplexen gekoppelten hydrogeomechanischen Prozessen im Porenmaßstab, Mehrphasenströmung)
     
  • Kontinuummodelle finden Anwendung im Zusammenhang mit der Bewirtschaftung eines Geosystems im regionalen (Einzugsgebiet/Reservoir) Maßstab
     
  • Vorhandene kommerzielle Modellcodes (zum Beispiel COMSOL, HydroGeoSphere) werden eingesetzt, LIAG ist Partner in Code-Entwicklungsteams (zum Beispiel Dumux).

Die Arbeitsgruppe ist derzeit im Aufbau, kann jedoch bereits erste Ergebnisse vorweisen.

 

Aktuelle Projekte (Auswahl)

Aktuelle Publikationen

  • Kavousi A., Reimann, T., Wöhling, T., Birk, S., Luhmann, A.J., Kordilla, J., Noffz, T., Sauter, M. & R. Liedl (2023) Joint Inversion of Groundwater Flow, Heat, and Mass Transport Processes A Multi-Purpose Approach for Characterization and Forecast of Karst Systems. Hydrogeology Journal, 1-26
     
  • Bresinsky, L., Kordilla, J., I. Engelhardt, Livshitz, Y. & M. Sauter (2023) Application of a variably saturated dual-continuum flow model to assess distributed infiltration and storage in the vadose zone - Example of the Western-Mountain-Aquifer, Israel and Westbank. J. of Hydrol. X 18, 100143
     
  • Zhou, D., Tatomir, A., Tomac, I & M. Sauter (2023) Assessment of EGS Performance Employing Supercritical CO2 and H2O as Working Fluids by Two-Phase Flow Modelling in a Fractured-Porous Reservoir. accepted by Applied Energy
     
  • Gao H, Tatomir AB, Karadimitriou NK, Steeb H, Sauter M (2023) Reservoir characterization by push-pull tests employing Kinetic Interface Sensitive tracers - a pore-scale study for understanding large-scale processes. Advances in Water Resources (accepted).
     
  • Abdullah, H., Gao, H., Tatomir, A. & M. Sauter (2023) A steady-state kinetic interface-sensitive tracer (KIS-SST) method to measure capillary associated interfacial area in a simultaneous co-flow condition. Journal of Contaminant Hydrology 104217
     
  • Bresinsky, L., Kordilla, J., Hector, T., Engelhardt, I., Livshitz, Y. & M. Sauter (2023) Managing climate change impacts on the Western Mountain Aquifer: Implications for Mediterranean karst groundwater resource. Journal of Hydrology, X 20, 100153
     
  • Zhou, D., Tatomir, A., Tomac. I. & M. Sauter (2023) Effects of Fracture Aperture Distribution on the Performances of the Enhanced Geothermal System Using Supercritical CO2 as Working Fluid. Energy. Energy 284, 128655
     
  • Tatomir, A., Gao, H., Abdullah, H., Pötzl, C., Karadimitriou, N., Steeb, H., Licha, T., Class, H., Helmig, R. & M. Sauter (2023) Estimation of capillary-associated NAPL-Water interfacial areas for unconsolidated porous media by kinetic interface sensitive (KIS) tracer method. Water Resources Research, DOI: 10.1029/2023WR035387
     
  • Zhou, D., Li, K., Gao, H., Ganzer, L., Sauter, M., Jaeger, P. & A. Tatomir (2024) CO2 high-temperature aquifer thermal energy storage (CO2 HT-ATES) feasibility study: Combining heat storage and CCUS. Gas Science and Engineering, 122, 205224
     
  • Gao, H., Abdullah, H., Tatomir, A. B., Karadimitriou, N. K., Steeb, H., Zhou, D., Liu, Q. & M. Sauter (2024) Pore-scale study of the effects of grain size on the capillary-associated interfacial area during primary drainage. Journal of Hydrology, Volume 632, March 2024, 130865, doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.130865
     
  • Gu H., Xu Y., Lan S., Yue, M., Wang, M., & M. Sauter (2024) Spatial variation of aquifer permeability in North China Plain from large magnitude earthquake signals. Pure and Applied Geophysics, doi.org/10.1007/s00024-024-03511-2
     
  • Zhou D, Tatomir A, Gao H, Liu Q & M Sauter (2024) Influences of directional aperture heterogeneity on the performances of two-phase enhanced geothermal system considering the CO2 buoyant force. International Journal of Heat and Mass Transfer 228, 125611. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125611
     
  • Zhou D, Tatomir A, Liu Q, Li K, Gao & M Sauter (2024) Effects of thermoelasticity induced aperture variation on performances of Enhanced geothermal system. Applied Thermal Engineering, 123308. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.123308
     
  • Zhou, D., Li, K. *, Gao, H., Tatomir, A., Sauter, M., & Ganzer, L. (2024). Techno-economic assessment of high-temperature aquifer thermal energy storage system, insights from a study case in Burgwedel, Germany. Applied Energy, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.123783.
     
  • Gu H, Lan S, Zhang H, Wang M, Chi B & M Sauter (2024) Water level response in wells to dynamic shaking in confined unconsolidated sediments: a laboratory study. Journal of Hydrology
     
  • Wang M, Gu H, Liu Q, Wei H, Xu Y & M Sauter (2024) Seismically-induced groundwater flow into confining clays: An experimental and numerical study. Journal of Hydrology 131716
     
  • Hepach, P., Bresinsky, L., Sauter, M., Livshitz, Y. & I. Engelhardt (2024) Comparison of methods to calculate groundwater recharge for karst aquifers under Mediterranean climate. Hydrogeology Journal 1-20.
     
  • Gao, H., Zhou, D., Tatomir, A. B., Li, K., Ganzer, L., Jaeger, G., Brenner, G., & Sauter, M. (2024). Estimation of recovery efficiency in high-temperature aquifer thermal energy storage considering buoyancy flow. Water Resources Research, doi.org/10.1029/2024WR037491.
     
  • Gao, H. et al. (2024) A numerical investigation to assess changes to displacement front and by-passed zones employing kinetic interface-sensitive tracer. Journal of Contaminant Hydrology
     
  • Abdullah, H., Gao, H., Sauter, M. & A. Tatomir (2024) A Numerical Investigation to Correlate Front Morphology and By-Passed Regions by utilizing the Kinetic Interface Sensitive Tracer Break Through Curve in a Heterogenous Porous Media. Contaminant Hydrology, https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2024.104435
     
  • Wang, M., Gu, H., Liu, Q., Wei, H., Xu, Y., Lan, S., Jing, H. & M. Sauter (2025) Effects of Wellbore and Skin Zone on Co-seismic Water Level Responses: A Numerical Study. Journal of Hydrology, 646, doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132350
     
  • Noffz, T., Kordilla, J., Reimann, T., Kavousi, A. Liedl, R. & M. Sauter (2025) Development of a dual-domain karst flow model under consideration of preferential film-flow dynamics and analysis of compartment-specific parameter sensitivities. Water Resources Research.
     
  • Gao, H., Zhou, D., Tatomir, A. B., Li, K., Al-Eryani, M., Mohammadi., S., & Sauter, M. (2025). Effects of calcite reactions on aquifer permeability in high-temperature aquifer thermal energy storage. Hydrogeology Journal, (accepted; HYJO-D-24-00126R3

 

Alle Publikationen

Leitung Forschungsabteilung Systemintegration (kommissarisch)

Forschungsbereich Dynamische Modellierung (kommissarisch):

Professor Dr Martin Sauter

+49 511 643-2301

Team

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter