AutoCAD Autodesk Uczenie CAD / GIS Inżynieria Bentley Microstation-

OpenFlows – 11 rozwiązań dla inżynierii hydrologicznej, hydraulicznej i sanitarnej

Posiadanie rozwiązań pozwalających rozwiązać problemy związane z wodą nie jest niczym nowym. Oczywiście, według starego sposobu, inżynier musiał to robić metodami iteracyjnymi, które były żmudne i niezwiązane ze środowiskiem CAD/GIS. Dziś cyfrowy bliźniak na co dzień łączy procesy analizy, projektowania infrastruktury i analizy, obejmujące nie tylko modelowanie jej budowy, ale także eksploatacji.

W zeszłym roku miałem okazję spotkać się z kolegą, którego śledzę od tego czasu w Haestad Methods. Mam na myśli Boba Mankowskiego, który wraz z Benoitem Fredericque towarzyszył mi podczas gali Going Digital Awards w Singapurze. Mówiąc o postępach w zakresie cyfrowych bliźniaków do monitorowania, poruszyliśmy temat rozwiązań wodnych, dokonując porównania tego, czym było modelowanie przed CAD/BIM i co reprezentuje obecnie zintegrowane zarządzanie.

Stąd wzięło się to podsumowanie, które ostatecznie przedstawiłem na wykresie, aby podsumować narzędzia istniejące do opracowania projektów o znacznych rozmiarach, takie jak plany generalne, plany zagospodarowania przestrzennego i optymalizacja funkcjonowania systemów dystrybucji wody pitnej, ścieków i wody deszczowej.

A. Rozwiązania kanalizacji deszczowej (OpenFlows STORM)

STORM jest rozwiązaniem umożliwiającym analizy i symulacje przy projektowaniu systemów kanalizacji deszczowej. Zawiera metody inżynierii hydrologicznej w takich aspektach, jak obliczanie odpływu ze zlewni, przepustowości wlotów i przepływów w sieciach rurociągów i infrastrukturze kanalizacyjnej. Zapewnia funkcje, które posiadają inne platformy, takie jak HEC-RAS, z tą różnicą, że jest to bardziej kompleksowe rozwiązanie dla profesjonalisty, skupione nie tylko na analizie, ale także na projektowaniu i dlatego można je zintegrować z inżynierią drogową i urbanistyczną za pomocą narzędzi takich jak OpenRoads lub OpenSite.

OpenFlow STORM istnieje w dwóch wersjach:

1. Burza cywilna

2. StormCAD.

Różnica pomiędzy tymi dwiema wersjami polega na tym, że CivilStorm działa niezależnie lub na Microstation/OpenRoads, natomiast StormCAD działa na AutoCAD. Obydwa mają podobne funkcjonalności, chociaż te działające w programie AutoCAD to bardziej ograniczona i mniej wszechstronna wersja umożliwiająca interakcję z innymi rozwiązaniami firmy Bentley Sytstems.

Dzięki STORM specjalista ds. hydrologii będzie mógł zastosować racjonalną metodę obliczania maksymalnych przepływów w projektowaniu kanałów burzowych. Można określić dane dotyczące intensywności, czasu trwania i częstotliwości za pomocą równań lub tabel, a następnie wykreślić izohyety i ponownie wykorzystać te dane w innych projektach. Obsługuje nieograniczoną liczbę obszarów podzlewni i współczynników C dla każdego basenu wlotowego, umożliwiając grupowanie zewnętrznych obszarów składowych, dodatkowych przepływów i przepływów resztkowych w celu modelowania nielokalnego spływu przyczyniającego się do zrzutów na dowolnym wlocie. StormCAD udostępnia kilka metod obliczania czasu przepływu, w tym prędkość pełnej rury, prędkość normalną, średnią i ważoną prędkość końcową.

Tak więc profesjonalista, stosując Metodę Racjonalną, będzie w stanie bez problemów rozwiązać zdefiniowaną przez użytkownika tablicę intensywność-czas trwania-częstotliwość (IDF), Hydro-35, równanie tabeli IDF, równanie krzywej IDF, wielomianowe równanie logarytmiczne IDF. Dodatkowo metody czasu koncentracji: zdefiniowany przez użytkownika, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Federal Aviation Agency, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA i TN), długość i prędkość, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Przepływ, przepływ w kanale TR-55, fala kinematyczna, przyjaciel, Bransby-Williams.

Być może jedną z rzeczy, która zrobiła na mnie największe wrażenie, jest liczba już zautomatyzowanych metod. Specjalista w dziedzinie hydrauliki będzie w stanie przeprowadzić symulacje stanu ustalonego, a także analizę wydajności i cofki przy użyciu metod profilowania. Również metodami utraty ciśnienia można zastosować AASHTO, HEC-22, krzywą standardową, bezwzględną, ogólną i krzywą straty ciśnienia.

Dodatkowo symulacja odchyleń, automatyczne projektowanie w oparciu o więzy, metody strat tarcia: Manninga, Kuttera, Darcy-Weisbacha i Hazena-Williamsa.

Jeśli chodzi o interoperacyjność, STORM umożliwia integrację map tła, takich jak obrazy Bing, a także z innymi platformami CAD, GIS i bazami danych. Może współdziałać z danymi LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage.

B. Rozwiązania dla systemów hydrosanitarnych (GEMS)

Linia GEMS ma dwie wersje, bardzo podobne do STORM:

3. KanałGEMS

4. KanałyCAD

W istocie są to narzędzia do modelowania systemów sieci kanalizacyjnych i kanalizacyjnych.

W przeciwieństwie do tego, co można osiągnąć za pomocą podstawowych funkcjonalności, takich jak te dostarczane przez Civil3D, SewerCAD jest wyspecjalizowanym rozwiązaniem dla kompletnych scenariuszy, które obejmują zarówno analizę, projektowanie, jak i obsługę; zastosowanie metod kalibracji i integracji do modeli regulacji takich jak SCADA.

Siłą SewerCAD w zakresie zarządzania modelami jest to, że może on obsługiwać wiele scenariuszy i alternatyw. Można dokonywać porównań, generować konfigurowalne raporty, zarówno na poziomie danych tabelarycznych, jak i przestrzennych, łącznie z kontrolą topologiczną. Wyniki te można wyświetlić graficznie, bezpośrednio w ArcMap lub jako i-model Bentley Map.

Specjaliści w dziedzinie hydrauliki będą mogli znaleźć cały zestaw równań St. Venanta, a także ukryte i jawne silniki dynamiczne EPA-SWMM. Możliwe jest generowanie symulacji o dłuższych okresach, a także w trybie ustalonym. Dodatkowo zawiera zintegrowane funkcjonalności do obliczeń burzowych, przepustowych, integracji sieci ze stawami, infrastrukturą pompową i sanitarną, co normalnie byłoby wykonywane oddzielnie poprzez bezpośrednie wprowadzanie danych; zarządzanie ujednoliconym formatem projektów SewerCAD, CivilStorm i StormCAD.

Pozostałe rozwiązania GEMS służą do projektowania i obsługi systemów sieci wody pitnej:

5. Wodne GEMY

6. WodaCAD

Funkcjonalności są podobne do Sewera w zakresie systemowego podejścia do optymalizacji, projektowania, kalibracji i obsługi kompletnych sieci podłączonych do wskaźników SCADA, z możliwością zastosowania zautomatyzowanych parametrów APEX.

Specjaliści w dziedzinie hydrauliki będą zadowoleni, widząc, jak obliczenia iteracyjne, które wykonali przy użyciu arkuszy logarytmicznych i interpolacji wykresów, są tu uwzględnione w sposób zautomatyzowany, a także procedury kalibracyjne Darwina dotyczące zarówno projektowania, renowacji, jak i kontroli sieci wody pitnej.

Interoperacyjność jest bardzo podobna do innych platform, można modelować dosłownie wszystkie typy infrastruktury systemu wody pitnej, mogąc współpracować zarówno z AutoCAD, jak i ArcMap, w tym HAMMER.

Podobnie jak STORM, SewerGEMS i WaterGEMS działają samodzielnie lub na platformach Bentley Systems (Microstation / OpenRoads), podczas gdy SewerCAD i WaterCAD działają w programie AutoCAD. Dodatkowo może pracować na platformie ArcGIS.

C. Rozwiązania do modelowania tam (PondPack)

7. Pakiet stawów

Przy projektowaniu nowoczesnych systemów miejskich, gdzie topografia nie jest tak wyraźna, zarządzanie tamami gromadzącymi lub recyklingowymi wody ma kluczowe znaczenie, ponieważ podczas burzy wody nie płyną grawitacyjnie w kierunku rzeki, jak to ma miejsce w topografiach. .

PondPack to specyficzne rozwiązanie do zarządzania systemami jednej lub kilku zapór zlewni, w których wymagane jest oszacowanie przepływów szczytowych, czasów napełniania i opróżniania poprzez zastosowanie metod hydrologicznych gwarantujących redukcję ryzyka powodziowego.

Podobnie jak inne aplikacje, ale o tej samej nazwie, PondPack ma samodzielną wersję, jedną działającą na Microstation, a drugą na AutoCAD.

Specjaliści z zakresu hydrologii lub inżynierii hydraulicznej będą mogli modelować nieograniczoną liczbę zdarzeń przy użyciu metod takich jak 24-godzinny SCS typu I, IA, II i II dla systemów dystrybucji wody deszczowej dla modeli takich jak dane burzowe ze Środkowego Zachodu Stanów Zjednoczonych, dane burzowe Gauded, a także krzywe I-D-F. Podobnie, w przypadku metod zatężania można zastosować między innymi Cartera, Eaglesona, Espeya/Winslowa.

D. Rozwiązania na wypadek powodzi (POWÓD)

8. POWÓD

Jest to narzędzie do modelowania, analizy i łagodzenia zagrożeń powodziowych w miastach, brzegów rzek i obszarów przybrzeżnych. Specjaliści zajmujący się planowaniem terytorialnym znajdą w FLOOD rozwiązanie zarówno dla miejskich systemów odwadniających, jak i analizy infrastruktury krytycznej stosowanej w hydraulice i hydrologii.

Za pomocą FLOOD możliwa jest symulacja zjawisk takich jak burze, nasycenie gleby, awaria tamy, awaria wałów, awaria systemu odwadniającego, tsunami, wzrost poziomu morza lub nietypowe scenariusze pływów.

FLOOD jest aplikacją niezależną, ale może współdziałać z modelami sieci kanalizacyjnych opracowanymi w SewerGEMS. Możesz importować dane z formatów TIN wygenerowanych za pomocą narzędzi Bentley Systems, ContexCapture; Może także generować dane wyjściowe dla LumenRT, a jeśli chodzi o formaty rastrowe, GDAL obsługuje pliki ARC, ADF i TIFF. Inne obsługiwane formaty to WKT, EsriShapefile, NASA DTM i LumenRT 3D.

E. Rozwiązania dla stanów nieustalonych hydraulicznych (HAMMER)

9. MŁOT

Jest to specyficzne narzędzie dla jednego z krytycznych procesów układów hydraulicznych, zwanych stanami przejściowymi. Jeśli chodzi o łączenie systemów, nowych lub kombinacji z istniejącymi systemami, konieczne jest oszacowanie sytuacji krytycznych w różnych wzajemnie połączonych infrastrukturach (zbiorniki, zawory, rury, turbiny itp.)

HAMMER może modelować nieograniczoną liczbę scenariuszy i alternatyw, z topologiami koncepcyjnymi lub geograficznymi. Analiza może zweryfikować każdy węzeł, umożliwiając przetestowanie różnych warunków ciśnienia, prędkości, charakterystyki grawimetrycznej cieczy, ciśnienia pary i okresów szacowania.

Profesjonalista będzie w stanie znaleźć zautomatyzowane metody, które wcześniej były wykonywane ręcznie, z niemal nieskończoną liczbą iteracji dla zadań takich jak młot wodny z pompowaniem i zmienną prędkością, a także metody tarcia z wykorzystaniem Hazena Williamsa, Darcy'ego Weisbacha lub Manningsa, zarówno bezpośrednie, jak i kombinowane. A jeśli chodzi o sterowanie logiczne lub oparte na regułach, można zastosować Unsteady – Vitovsky.

F. Rozwiązania do obliczeń hydraulicznych (MASTER)

10. CurlvertMaster

11.PrzepływMaster

Są to kalkulatory hydrauliczne do projektowania infrastruktury systemów wodnych, które obejmują nie tylko analizę koncepcyjną, ale także zastosowanie różnych materiałów, przekrojów i warunków wlotowych.

Podsumowując, OpenFlows zapowiada się na najlepsze rozwiązanie dla inżynierii wodnej, zwłaszcza że integracja ze środowiskami CAD/GIS przewyższa inne typy rozwiązań, które są ograniczone pod względem kompleksowości i orientacji na cały cykl infrastruktury.