WBGeo: Workbench für Digitale Geosysteme

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WBGeo

WBGeo: Workbench für Digitale Geosysteme

01.01.2024 bis 31.12.2026


RWTH Aachen, Lehrstuhl für Numerische Geowissenschaften, Geothermie und Reservoirgeophysik
Mathieustr. 30
52074 Aachen

Terranigma Solutions GmbH Aachen
Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG) Bochum
GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam, Sektion Untergrund-Prozessmodellierung

Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N)

Digitale Geosysteme

Im Rahmen des Projekts WBGeo wird eine Werkbank (Workbench) für digitale Geosysteme entwickelt, mit der Arbeitsabläufe (Workflows) zur Modellierung verschiedener geowissenschaftlicher Problemstellungen flexibel, transparent und reproduzierbar erstellt werden können. Um insbesondere die Verlässlichkeit und Reproduzierbarkeit der Workbench gewährleisten zu können, sollen einzelne Komponenten des Workflows einfach austauschbar sein. Dadurch ist eine kritische Prüfung der verwendeten Komponenten sowie von deren Kombination möglich. Mit WBGeo wird die langfristige Nachvollziehbarkeit geowissenschaftlicher Simulationen somit deutlich verbessert, was im Kontext von Umweltverträglichkeitsprüfungen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen einen hohen Stellenwert besitzt.

Das Projekt gliedert sich in fünf Arbeitspakete. Im ersten Arbeitspaket (AP1) wird eine Umgebung zur Erstellung und Anpassung gängiger Workflows mit austauschbaren Softwarekomponenten geschaffen. Hierfür werden Schnittstellen und Austauschformate definiert sowie eine domänenspezifische Sprache (DSL) entwickelt. Weiterhin ist beabsichtigt, eine graphische Programmierschnittstelle (Visual Scripting Interface) zu erarbeiten, welche Anwendern die Erzeugung von Workflows über eine intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche ermöglicht. Mit AP2 sollen verschiedene Methoden zur automatisierten Gittererstellung aus geologischen Modellen verfeinert und implementiert werden, um z. B. Grenzflächen in komplexen Strukturen mit minimalem Rechenaufwand modellieren zu können. Das dritte Arbeitspaket (AP3) befasst sich mit der Einbindung von Simulationswerkzeugen, sowie effizienter physik-basierter Ersatzmodelle in die Workbench. Für eine vereinfachte Integration von Simulationskomponenten, wie z. B. Strukturmodelle zur thermohydraulischen Prozesssimulation, werden Schnittstellen (Wrapper) entwickelt. Außerdem soll zur skalenübergreifenden Prozessmodellierung ein hierarchisches Konzept erstellt und als Softwareplattform umgesetzt werden, womit die Dynamik von Teilsystemen besser untersuchen werden kann. Ziel von AP4 ist die Visualisierung der Simulationsergebnisse (Digitale Zwillinge) in einer virtuellen Umgebung (Virtual-, Augmented-, Mixed-Reality) auf Basis der Software LiquidEarth, um deren interaktive Nutzung auf beliebigen Endgeräten zu ermöglichen. Im letzten Arbeitspaket (AP5) ist die Erprobung der neu entwickelten Workbench anhand exemplarischer Anwendungsfälle geplant. Die Flexibilität der Neuentwicklung soll mit einem Anwendungsszenario zum potentiellen Geothermiestandort Aachen-Weisweiler getestet werden, während der Komponentenaustausch anhand eines thermischen Grubenwasserspeichers in Bochum erprobt wird. Gegenstand des dritten Anwendungsfalls ist ein Test der Einbindung hierarchischer Modellierung in die Workbench am Beispiel von Groß Schönebeck (Berlin-Brandenburg).

Die Ergebnisse des Projektes werden kontinuierlich in einem Open-Source Projekt integriert.

Weitere Informationen finden sich auf der Projektwebseite.