AutoCAD-AutoDesk Навчання САПР / ГІС Інжиніринг Мікростанція-Bentley

OpenFlows – 11 рішень для гідрології, гідротехніки та сантехніки

Наявність рішень для вирішення проблем, пов’язаних з водою, не нова. Звичайно, за старим способом інженер повинен був робити це за допомогою ітераційних методів, які були виснажливими та не пов’язаними з середовищем CAD/GIS. Сьогодні цифровий двійник щодня поєднує процеси аналізу, проектування інфраструктури та аналізу, включаючи не лише моделювання для її побудови, але й експлуатацію.

Минулого року я мав нагоду поспілкуватися з колегою, за якою я стежив з того часу в Haestad Methods. Я маю на увазі Боба Манковскі, який разом із Бенуа Фредеріком відвідав мене під час події Going Digital Awards у Сінгапурі. Говорячи про прогрес у цифрових двійниках для моніторингу, ми торкнулися теми водних рішень, порівнюючи те, що було моделюванням до CAD/BIM і що являє собою інтегроване управління зараз.

Звідти вийшло це резюме, яке я нарешті склав у графіку, щоб узагальнити інструменти, які існують для розробки проектів значного масштабу, таких як генеральні плани, плани розвитку територій та оптимізація роботи систем розподілу питної води, стічних вод і дощової води.

A. Рішення зливової каналізації (OpenFlows STORM)

STORM — це рішення, яке дозволяє аналізувати та моделювати проектування систем зливової каналізації. У ньому є методи гідрологічної інженерії в таких аспектах, як розрахунок стоку водозбірного басейну, пропускної спроможності та потоків трубопровідних мереж та каналізаційної інфраструктури. Він надає функції, які мають інші платформи, такі як HEC-RAS, з тією різницею, що це більш комплексне рішення для професіонала, яке зосереджено не лише на аналізі, але й на проектуванні, і тому може бути інтегроване в проектування доріг та урбанізації за допомогою таких інструментів, як OpenRoads або OpenSite.

OpenFlow STORM існує у двох версіях:

1. CivilStorm

2. StormCAD.

Різниця між цими двома версіями полягає в тому, що CivilStorm працює незалежно або на Microstation / OpenRoads, тоді як StormCAD працює на AutoCAD. Обидва мають схожі функціональні можливості, хоча ті, які працюють на AutoCAD, є більш обмеженою та менш повною версією для взаємодії з іншими рішеннями Bentley Sytstems.

За допомогою STORM професіонал з гідрології зможе застосувати раціональний метод для розрахунку максимальних витрат у проекті зливової каналізації. Ви можете вказати дані «Інтенсивність-Тривалість-Частота» за допомогою рівнянь або таблиць, а потім побудувати ізогієти та повторно використовувати дані в інших схемах. Він підтримує необмежену кількість суббасейнових областей і коефіцієнтів C для кожного вхідного басейну, маючи можливість групувати зовнішні сприяючі області, додаткові потоки та залишкові потоки для моделювання нелокального стоку, що сприяє викиду на будь-якому вході. StormCAD пропонує декілька методів розрахунку часу потоку, включаючи повну швидкість труби, нормальну швидкість, середню та зважену кінцеву швидкість.

Таким чином, професіонал, застосовуючи раціональний метод, зможе без проблем розв’язати визначену користувачем таблицю інтенсивності-тривалості-частоти (IDF), Hydro-35, рівняння таблиці IDF, рівняння кривої IDF, поліноміальне логарифмічне рівняння IDF. Додатково час методів концентрації: визначений користувачем, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Федеральне авіаційне агентство, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA та TN), довжина та швидкість, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Flow, TR-55 Channel Flow, Kinematic Wave, Friend, Bransby-Williams.

Можливо, одна з речей, яка мене найбільше вразила, це кількість уже автоматизованих методів. Професіонал з гідравліки зможе виконувати моделювання стаціонарного режиму, а також аналіз потужності та підпору за допомогою профільних методів. Також за методами втрати тиску можна застосувати AASHTO, HEC-22, стандартну, абсолютну, загальну та криву втрати тиску-потоку.

Крім того, моделювання відхилень, автоматичне проектування на основі обмежень, методи втрат на тертя: Меннінга, Куттера, Дарсі-Вейсбаха та Хазена-Вільямса.

З точки зору сумісності, STORM має способи інтеграції фонових карт, таких як зображення Bing, а також з іншими платформами CAD, GIS і базами даних. Може взаємодіяти з даними LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage.

B. Рішення для гідросанітарних систем (GEMS)

У лінії GEMS є дві версії, дуже схожі на STORM:

3. КаналізаціяGEMS

4. SewerCAD

По суті, це інструменти для моделювання мереж водовідведення та каналізації.

На відміну від того, що можна зробити за допомогою базових функціональних можливостей, таких як надані Civil3D, SewerCAD є спеціалізованим рішенням для повних сценаріїв, які включають аналіз, проектування та експлуатацію; застосування методів калібрування та інтеграції до моделей регулювання, таких як SCADA.

Сильна сторона SewerCAD з точки зору керування моделлю полягає в тому, що він може працювати з кількома сценаріями та альтернативами. Можна проводити порівняння, генерувати настроювані звіти як на рівні табличних даних, так і на рівні просторових даних, включаючи топологічний контроль. Ці результати можна відобразити графічно, безпосередньо в ArcMap або як i-модель Bentley Map.

Фахівці з гідравліки зможуть знайти весь набір рівнянь Сен-Венана, а також неявні та явні динамічні двигуни EPA-SWMM. Можна генерувати моделювання тривалих періодів, а також у стаціонарному режимі. Крім того, він включає інтегровані функції для розрахунків Storm, Culvert, інтеграції мереж зі ставками, насосною та санітарною інфраструктурами, які зазвичай виконуються окремо шляхом прямого введення даних; управління єдиним форматом для проектів SewerCAD, CivilStorm і StormCAD.

Інші рішення GEMS призначені для проектування та експлуатації мереж питної води:

5. WaterGEMS

6. WaterCAD

Функціональні можливості подібні до Sewer щодо системного підходу до оптимізації, проектування, калібрування та експлуатації повних мереж, підключених до індикаторів SCADA, з можливістю застосування автоматизованих параметрів APEX.

Професіонали з гідравліки отримають задоволення від того, як ітераційні обчислення, які вони раніше виконували з логарифмічними аркушами та інтерполяцією графіків, включені сюди в автоматизований спосіб, як і процедури калібрування Дарвіна для проектування, відновлення та контролю мереж питної води.

Сумісність дуже схожа на інші платформи, буквально всі типи інфраструктури системи питної води можна моделювати, маючи можливість взаємодії як з AutoCAD, так і з ArcMap, включаючи HAMMER.

Подібно до STORM, SewerGEMS і WaterGEMS працюють окремо або на платформах Bentley Systems (Microstation / OpenRoads), тоді як SewerCAD і WaterCAD працюють на AutoCAD. Крім того, він може працювати на ArcGIS.

C. Рішення для моделювання дамб (PondPack)

7. Понд Пак

При проектуванні сучасних міських систем, де рельєф не настільки чітко виражений, управління водозбірними або рециркуляційними дамбами має життєво важливе значення, оскільки під час шторму води не мають природного течії самопливом до річки, як це відбувається в топографії. .

PondPack — це спеціальне рішення для управління системами однієї або кількох водозбірних дамб, у яких необхідно оцінити пікові витрати, час наповнення та спорожнення за допомогою гідрологічних методів, які гарантують зниження ризиків повеней.

Подібно до інших програм, але з такою ж назвою, PondPack має окрему версію: одна працює на Microstation, а інша – на AutoCAD.

Професіонали з гідрології та гідротехніки зможуть моделювати необмежену кількість подій, використовуючи такі методи, як SCS 24-годинний тип I, IA, II та II для систем розподілу зливової води для таких моделей, як Середній Захід США, Gauded штормові дані, а також криві I-D-F. Подібним чином, для методів концентрації, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, серед інших, можуть бути застосовані.

D. Рішення для затоплення (FLOOD)

8. ПОВІНЬ

Це інструмент для моделювання, аналізу та пом’якшення ризиків повеней у містах, берегів річок і прибережних зон впливу. Фахівці з територіального планування знайшли б у FLOOD рішення як для міських дренажних систем, так і для аналізу критичної інфраструктури, застосованої до гідравліки та гідрології.

За допомогою FLOOD можна симулювати такі явища, як шторми, насиченість ґрунту, провал дамби, провал дамби, збій дренажної системи, цунамі, підвищення рівня моря або нетипові сценарії припливів.

FLOOD є незалежною програмою, але вона може взаємодіяти з моделями, розробленими на SewerGEMS щодо каналізаційних мереж. Ви можете імпортувати дані з форматів TIN, створених за допомогою інструментів Bentley Systems, ContexCapture; Він також може генерувати результати для LumenRT, а з точки зору растрових форматів GDAL підтримує файли ARC, ADF і TIFF. Інші підтримувані формати включають WKT, EsriShapefile, NASA DTM і LumenRT 3D.

E. Рішення для гідравлічних перехідних процесів (HAMMER)

9. МОЛОТОК

Це спеціальний інструмент для одного з критичних процесів гідравлічних систем, званих перехідними процесами. Коли йдеться про з’єднувальні системи, як нові, так і поєднання з існуючими системами, необхідно оцінити критичні ситуації в різних взаємопов’язаних інфраструктурах (резервуари, клапани, труби, турбіни тощо).

HAMMER може моделювати необмежену кількість сценаріїв і альтернатив із концептуальною чи географічною топологією. Аналіз може перевірити кожен вузол, маючи можливість перевірити різні умови тиску, швидкості, гравіметричних характеристик рідин, тиску пари та періодів оцінки.

Професіонал зможе знайти автоматизовані методи, які раніше виконувалися вручну з майже нескінченними ітераціями для таких завдань, як гідроудар із накачуванням і змінною швидкістю, а також методи тертя з використанням Hazen Williams, Darcy Weisbach або Mannings як прямих, так і комбінованих. А щодо логічного або заснованого на правилах керування можна застосувати Нестаціонарний – Вітовський.

F. Рішення для гідравлічних розрахунків (MASTER)

10. CurlvertMaster

11.FlowMaster

Це гідравлічні калькулятори для проектування інфраструктури водопровідних систем, що включає не тільки концептуальний аналіз, але й застосування різних матеріалів, перерізів і умов входу.

Підсумовуючи, OpenFlows обіцяє бути найкращим рішенням для гідротехніки, особливо тому, що інтеграція в середовища САПР/ГІС перевершує інші типи рішень, які обмежені у своїй комплексності та орієнтації на повний інфраструктурний цикл.