Preisträger des AQUA-Studienpreises 2012 ist Herr Markus Zinkhahn, Absolvent des Studiengangs Umweltschutztechnik. Er erhält den Preis in Anerkennung seiner herausragenden Diplomarbeit "Optimaler Einsatz von Rechenleistung bei alternativen Modellvereinfachungen am Beispiel eines Grundwassermodells". In dieser Arbeit hat er einen Lösungsansatz erarbeit, wie man die Rechenleistung von Computern in numerischen Simulationen optimal einteilen kann. Im Fokus steht die Verteilung zwischen zeitlicher und räumlicher Diskretisierung für akkurate Simulationsergebnisse im Vergleich zum zusätzlichen Rechenaufwand für Unsicherheitsanalysen. Letzere sind notwendig, um Fehlerschranken bei unvollständig bekannten Modellparametern angeben zu können. Seine Ergebnisse haben auf internationalen Konferenzen großen Anklang gefunden und werden derzeit zur Publikation in der renommierten Zeitschrift "Water Resources Research" aufbereitet.
Zusammenfassung der Diplomarbeit:
Optimaler Einsatz von Rechenleistung bei alternativen Modellvereinfachungen am Beispiel eines Grundwassermodells
Parameterunsicherheiten in der Simulation von Strömungs- und Transportprozessen spielen eine immer wichtigere Rolle, weshalb zunehmend stochastische Lösungsansätze verwendet werden. Diese bringen jedoch einen erheblich gesteigerten Simulationsaufwand mit sich und werfen die Frage nach einem möglichst effizienten Einsatz der Rechenressourcen auf. Rechenaufwand und Vorhersagequalität werden dabei in hohem Maße durch die räumliche, zeitliche und stochastische Auflösung eines Modells bestimmt.
Diese Arbeit entwickelt ein Konzept für die optimale Allokation von Rechenressourcen zwischen den verschiedenen Auflösungen (räumlich, zeitlich, stochastisch) im Hinblick auf die Minimierung des Gesamtvorhersagefehlers in kleinstmöglicher Rechenzeit. Das Konzept wird beispielhaft an der stochastischen Simulation eines Pumptest unter Verwendung des Modellreduktionsansatzes der zeitlichen Momente untersucht.