Digitalisierung und Automatisierung von Benchmarking-Workflows für geowissenschaftliche Prozesssimulationen – DigBen

Projektbeschreibung:

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Implementierung einer Web-Plattform für automatisiertes und interaktives Benchmarking zur Simulation von thermohydromechanischen (THM) Prozessen. Benchmarking beinhaltet das systematische Testen von Modellen, um experimentelle Ergebnisse aus Labor- und Feldversuchen genau zu beschreiben und die verifizierten Modelle zuverlässig für die Planung und Optimierung neuer Experimente zu nutzen. Die Automatisierung von Arbeitsabläufen, bei denen Modelle und Daten direkt miteinander verknüpft werden können, ermöglicht eine erhebliche Beschleunigung der Auswertung von Experimenten sowie eine bessere Qualitätssicherung und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Interaktive Werkzeuge werden es den Nutzern der Plattform ermöglichen, eigene Auswertealgorithmen, Daten und sogar Modelle zur Materialbeschreibung und Prozesssimulation zu integrieren. Technisch soll dies über vorkonfigurierte Jupyter-Notebooks realisiert werden, die vom Nutzer über ein Webinterface an spezifische Fragestellungen angepasst werden können. Dies soll am Beispiel einer Benchmark-Sammlung für THM-Prozesse für geotechnische Anwendungen demonstriert werden.

Im Verbundprojekt sind wir verantwortlich für die hierarchische Prüfung von konstitutiven Modellen über eine Reihe von Prozessmodellen und Codes, nämlich OpenGeoSys und FEniCS. Im Ergebnis wird die TUBAF Methoden, Datenablagevorlagen und Laufzeitumgebungen für das interaktive Testen von Modellen, für Modellvergleiche und für die direkte Einbettung von experimentellen Daten aus Labor- und Feldversuchen bereitstellen und über die Webplattform verfügbar machen. Die dafür notwendigen Softwareentwicklungen werden bereits in der Entwicklungsphase über die GitLab-Instanz des OpenGeoSys-Projekts (gitlab.opengeosys.org) als Open-Source-Software der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt. Durch die vollständige und offene Dokumentation sind die Entwicklungen jederzeit nachvollziehbar und reproduzierbar.

Projektlaufzeit:

01.03.2024 – 28.02.2026

Mittelgeber:

Projektträger Jülich - ptJ (Bundesministerium für Bildung und Forschung - BMBF)

Projektpartner:

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe – BGR