Presentatie door Raymond van der Meij (Deltares), op de D-GEO Gebruikersdag, tijdens de Deltares Software Dagen - Editie 2022. Woensdag, 29 juni 2022, Delft.

1. Raymond van der Meij
Carlos Lubbers
Jantien Doolaard
Rob Brinkman
23ste gebruikersgroep bijeenkomst
Embankment productlijn
29 juni 2022
D-GEO Gebruikersdag 2022

2. Programma
D-GEO
Gebruikersdag
2022
2
12:30 – 13:30 Inloop en lunch
13:30 – 13:35 Welkom en opening Raymond
13:35 – 13:45 D-Stability 2022.01 Raymond
13:45 – 14:30 D-Geo Flow: pipe lengte berekenen Carlos
14:30 – 15:00 D-Geo Flow ontwikkelingen: resultaten, randvoorwaarden, canvas Jantien
15:00 – 15:15 Pauze
15:15 – 15:45 Probabilistisch rekenen met D-Geo Flow Raymond
15:45 – 16:30 Koppeling PTK met D-Geo Flow Rob

3. Planning Embankment productlijn
D-GEO
Gebruikersdag
2022
3

4. Planning Embankment productlijn
D-GEO
Gebruikersdag
2022
4

5. Planning Embankment productlijn
D-GEO
Gebruikersdag
2022
5
Waterspanningen tbv macrostabiliteit
Nu uitsluitend gesloten of “fixed head” randvoowaarden
• “Seepage boundary”
• Flux boundary (tijd?)
• Stroming onverzadigde zone staat niet bovenaan de agenda
Uitwisseling geometrie en waterspanningen met D-Stability
Dan:

6. D-Stability 2022.01
D-GEO
Gebruikersdag
2022
6
• Uplift-Van is veel stabieler geworden
• Windows 11 look en feel, gedeelde GUI componenten
Dit hebben wij zorgvuldig getest,
maar toch vragen wij jullie deze installatie nu uit te voeren:
https://download.deltares.nl/en/download/d-stability/
User manual nog niet geüpdatet, scenario’s gaan ook veranderen

7. D-Geo Flow: pipe lengte berekenen
D-GEO
Gebruikersdag
2022
7
Download het increment! https://filesender.surf.nl/?s=download&token=66e534fe-5204-42e0-b4b3-edf03ad27bcf
Home - Embankments - oss.deltares.nl
https://oss.deltares.nl/web/embankment
Wat kan dit increment?
- Grondwaterstromingsberekening
- Berekening van de pipe lengte
Wat kan het nog niet?
- Berekenen van het kritieke verval
- Uitgebreide inspectie van de resultaten

8. Grondwaterstromingsberekening
D-GEO
Gebruikersdag
2022
8
Wat werkt wel:
- Uitsluitend fixed head en closed boundary
- Dit is voldoende voor een piping berekening
- Console
Wat werkt nog niet?
- Berekenen ligging freatische lijn
- Refine mesh rond een lijnelement
- Tijdsafhankelijkheid
- …

9. Berekening van de pipe lengte
D-GEO
Gebruikersdag
2022
9
Wat werkt wel:
- Schematiseren onder een helling
- Mesh afhankelijkheid, onzekere pipe lengte (conform prototype)
Wat werkt nog niet?
- Rekenen onder een helling
- Meerdere D70’s in de pipe
- Vinden van het kritiek verval (wel in PTK)
- Verfijnen van het mesh langs een lijn
- Resultaten (zie UX gedeelte van de presentatie)
- …

10. Componenten
D-GEO
Gebruikersdag
2022
10
DGFlow
FEM kernel
GUI
Legenda
Kratos
Oude situatie Nieuwe situatie
GID
D-Geo Flow
2022.01
D-Geo Flow
Prototype

11. Testen Kratos kernel
D-GEO
Gebruikersdag
2022
11

12. Testen Kratos kernel
D-GEO
Gebruikersdag
2022
12

13. D-Geo Flow
D-GEO
Gebruikersdag
2022
13
• Korte demonstratie (Carlos)

14. Korte termijn plannen
D-GEO
Gebruikersdag
2022
14
GUI team:
• Afronden berekening pipe lengte (inclusief tekenen pipe)
• Afronden berekenen kritiek verval (inclusief tekenen waterstand bij dit verval)
• Basale verbeteringen resultaten flow (legenda, klikken op element voor info, nog
geen “line inspector,” komt straks aan bod)
• Basale verbeteringen resultaten pipe lengte (tonen flow resultaten bij pipe, klikken
op de pipe, nog geen aanvullende functionaliteiten)
• Basale verbeteringen resultaten kritiek verval (?)
• Meerdere berekeningen per scenario
• Dan aan de waterspanningen voor macrostabiliteit
Kernel team
• Testen piping zijn afgerond
• Onderzoek settlement loopt
• Flux boundary testen
• Seepage boundaray is in ontwikkeling
• Voorbereiden sprint macrostabiliteit kernel tbv rekenen met D-Geo Flow resultaten

15. D-Geo Flow – overzicht Pipe length
D-GEO
Gebruikersdag
2022
15

16. D-Geo Flow – Details Pipe length
D-GEO
Gebruikersdag
2022
16

17. D-Geo Flow – Overzicht Critical head
D-GEO
Gebruikersdag
2022
17

18. D-Geo Flow – Result Critical head
2) Welke informatie verwacht je te zien als je de critical head selecteert?
D-GEO
Gebruikersdag
2022
18

19. D-Geo Flow – Overzicht: Resultaten Legenda
Om de resultaten te kunnen
interpreteren is er een legenda
nodig.
• Een lokale legenda (per
berekening)
• Gebruiker gedefinieerd
(aangepast na de berekening,
inzoomen)
• Globale legenda (berekeningen
/ scenario’s vergelijken)
D-GEO
Gebruikersdag
2022
19

20. D-Geo Flow – Details Hydraulic head / pore pressure
Element inspecteren
Groep elementen inspecteren?
D-GEO
Gebruikersdag
2022
20

21. D-Geo Flow – Hydraulic discharge
Welke informatie verwacht je in dit overzicht?
10 6
4
D-GEO
Gebruikersdag
2022
21

22. D-Geo Flow ontwikkelingen
D-GEO
Gebruikersdag
2022
22
• D-Geo Flow
− Resultaten (line inspectors, hydraulic discharge … )
− Flux boundaries (infiltratie? Tijdseffecten?
• D-Stability (en voor de rest van de productlijn)
− Canvas feedback
https://www.mentimeter.com/app/presentation/2e0192518c8e86b52c533e8
2614d6029/3698577186ca

23. Pauze
D-GEO
Gebruikersdag
2022
23
Vanaf 15:15 gaan we verder met probabilistiek

24. Probabilistisch rekenen met D-Geo Flow
D-GEO
Gebruikersdag
2022
24
Waarom is probabilistisch rekenen belangrijk?
- Kalibratie gebaseerd op rekenregel van Sellmeijer
- Optimaal gebruik maken van het WBI wanneer je rekent met faalkansen
Maar…
Er is geen ervaring met het koppelen van dit EEM model met probabilistische
technieken.
- Rekentijd?
- Stabiliteit?
- Precisie?

25. Kaders: Basischematisatie
D-GEO
Gebruikersdag
2022
25
• Deze basisschematisatie heeft 500 elementen in praktijk is een
schematisatie met 5.000 elementen niet ongewoonlijk
• Stochastisch parameters (k, d70, mp, en rivierwaterstand (tabel met hr))
conform WBI kalibratie
− Mate van anisotropie niet meegenomen. Constante ratio kx en ky.
• Geometrie deterministisch: meenemen als scenario

26. Eerste set probabilistische methodes
1. Monte Carlo
− Traag maar accuraat bij voldoende trekkingen
2. Monte Carlo Important Sampling
− Sneller dan MC, mogelijk minder accuraat
3. First Order Reliability methode (FORM)
− Snelle benadering maar gevoelig voor continuïteit oplossingsruimte en
type grenstoedstandsfunctie
4. Overige methodes (ADIS, SORM, etc) indien 1 tot 3 niet geschikt blijken
D-GEO
Gebruikersdag
2022
26

27. Z functie op basis van het kritiek verval
FORM MC MCIS
Betrouwbaarheidsindex - 𝜷 (-) 2,84 2,93 2,95
Convergentie (-) 0,00378 0,0999 0,0997
Rekentijd (HH:MM:SS) 00:05:26 80:51:42 01:13:17
Aantal stappen - 𝑵 (-) 5 iteraties 59.000 780
Invloedsfactor - 𝒎𝒑 (%) 5,993 6,053 8,441
Invloedsfactor - 𝒉𝒓 (%) 77,752 78,226 77,986
Invloedsfactor - 𝒅𝟕𝟎 (%) 1,412 0,923 1,184
Invloedsfactor - 𝒌 (%) 14,843 14,758 12,389
Aantal parallelle runs 1 4 4
D-GEO
Gebruikersdag
2022
27
Resultaten eenvoudige schematisatie
• MC meest nauwkeurig
• Alle drie methodes lijken goede
faalkans te geven
• Snelst methode is FORM (5 min)
Conclusie: FORM lijkt de beste kandidaat te zijn op basis van rekentijd

28. Stress test
D-GEO
Gebruikersdag
2022
28
• Veel meer elementen
− Grof: 5.000 met 2 m pipe elementen
− Fijn: 7.000 met 1 m pipe elementen
• Langer en doorlatend voor- en achterland
• Tweelaags watervoerend pakket. De eerste laag heeft anisotropie

29. Resultaten
• Het rekentijd verschil tussen grof en fijn is erg groot. Het aantal pipe
element dominant over aantal mesh elementen
• De ervaring uit het verleden dat er mogelijk een startmethode nodig is,
blijkt hier niet het geval
• FORM nét acceptabel voor “grove” schematisatie, overige zijn erg traag
D-GEO
Gebruikersdag
2022
29
Model Grof Grof Fijn Fijn
Startmethode None Direction None Direction
Betrouwbaarheidsindex - 𝜷 (-) 3,25 3,25 3,33 3,35
Convergentie (-) 0,00863 0,00828 0,00768 0,0408
Rekentijd (HH:MM:SS) 00:41:58 01:27:42 11:31:05 19:02:09
Aantal iteraties (-) 4 8 23 33
Invloed factor - 𝒎𝒑 (%) 12,761 12,909 13,848 13,673
Invloed factor - 𝒉𝒓 (%) 72,673 73,050 74,226 72,512
Invloed factor - 𝒅𝟕𝟎 (%) 1,976 1,992 0,000 1,960
Invloed factor - 𝒌1 (%) 1,945 1,940 1,830 1,882
Invloed factor – 𝒌2 (%) 10,645 10,110 10,096 9,974
Aantal parallele runs 1 1 1 1

30. Conclusies vwb implementatie in D-Geo Flow
Op basis van de huidige informatie is FROM met het kritiek verval als
grenstoestandsfunctie een realistische implementatie.
• Aangetoond: rekentijd orde grootte 5 min bij ongeveer 500 elementen, bèta
kleiner dan 4, pipe elementen 1 m.
• Voorspelling: Rekentijd orde grootte 8 uur bij meer dan 2.000 elementen,
bèta groter dan 5, kleine pipe elementen.
Waterstand kan een stochast zijn in de vorm van een tabel of een Gumbel
verdeling.
• Import vanuit Hydraring?
• Of liever waterstand niet als stochast, maar fragility curve exporteren?
D-GEO
Gebruikersdag
2022
30

31. Probabilistiek in het kader van WBI
D-GEO
Gebruikersdag
2022
31
Rekenregel D-Stability “nieuw”
direct fragility h-stochast

32. Optie 1 directe integratie door Hydra-Ring
• Deze optie wordt toegepast voor GEKB, kunstwerken,
piping Sellmeijer.
• In de toekomst ook voor DiKErnel.
• In de praktijk geschikt voor snelle kernels en kernels die als black-box
beschouwd kunnen worden.
• Black-box in dit geval: werken ‘zorgeloos’ onder alle omstandigheden.
→ Deze optie valt eigenlijk al direct af voor dit EEM model.
D-GEO
Gebruikersdag
2022
32

33. Optie 2: fragility curve
• Deze optie wordt toegepast voor het faalmechanisme STBI.
• Waarom deze optie?
− Macrostabiliteit faalmechanisme is complex, inzicht (inspectie
glijvlak) en handmatige stappen noodzakelijk bij alle waterstanden.
− Rekentijd macrostabiliteit kernel is aanzienlijk. Fragility curves beperken
de rekentijd iets omdat je één stochast minder hebt.
− Wel veel meer schematisatie tijd omdat je iedere conditionele waterstand
moet schematiseren
− Iets sneller per berekening (26 versus 41 minuten), wel meer
berekeningen noodzakelijk.
D-GEO
Gebruikersdag
2022
33

34. Optie 3 “hr” als stochast in D-Geo Flow
Voordelen van deze optie:
• Minder stochasten dan in Hydra-Ring door waterstandsstatiek
direct in D-Piping te beschouwen (beperkt de rekentijd).
• Faalkans op doorsnedeniveau direct bekend na uitvoeren berekening
• Tabel met waterstandsstatistiek is een generieke invoer optie. Kan ook uit
een andere bron dan Hydra-Ring komen.
Nadelen van deze optie:
• Een nieuwe smaak binnen BOI.
• Hoe omgaan met het lengte-effect?
• Hoe omgaan met probabilistisch combineren van vakken en mechanismen?
• In eerste instantie alleen beoordelen op doorsnedeniveau, niet viir traject.
D-GEO
Gebruikersdag
2022
34

35. Voorliggende keuze
Optie 2 of optie 3: fragility curve exporteren of waterstandsstatistiek importeren?
We neigen naar optie 2
- Consistent met D-Stability
- Oprollen naar trajectniveau mogelijk
Wanneer?
D-GEO
Gebruikersdag
2022
35

36. En in de tussentijd…
D-GEO
Gebruikersdag
2022
36
• Is er de Probabilistische Toolkit: Rob Brinkman

37. Contact
www.deltares.nl
info@deltares.nl
@deltares
@deltares
linkedin.com/company/deltares
facebook.com/deltaresNL