AutoCAD, Autodesk Výuku CAD / GIS Strojírenství Microstation-Bentley

OpenFlows – 11 řešení pro hydrologické, hydraulické a sanitární inženýrství

Mít řešení pro řešení problémů souvisejících s vodou není nic nového. Samozřejmě, starým způsobem to musel inženýr dělat iterativními metodami, které byly zdlouhavé a nesouvisely s prostředím CAD/GIS. Digitální dvojče dnes propojuje analýzy, návrh infrastruktury a analytické procesy každý den, včetně nejen modelování pro její výstavbu, ale i provoz.

Minulý rok jsem měl možnost sedět s kolegou, kterého jsem od té doby sledoval v Haestad Methods. Mám na mysli Boba Mankowského, který mě spolu s Benoitem Fredericquem navštívil během akce Going Digital Awards v Singapuru. A když už mluvíme o pokroku v digitálních dvojčatech pro monitorování, dotkli jsme se tématu vodních řešení a porovnali, co bylo modelování před CAD/BIM a co nyní představuje integrovaný management.

Odtud vzešel tento souhrn, který jsem nakonec graficky shrnul, abych shrnul nástroje, které existují pro rozvoj projektů významného rozsahu, jako jsou územní plány, plány územního rozvoje a optimalizace provozu rozvodů pitné vody, odpadních vod a dešťových vod.

A. Řešení dešťové kanalizace (OpenFlows STORM)

STORM je řešení, které umožňuje analýzu a simulace pro návrh systémů dešťové kanalizace. Má metody pro hydrologické inženýrství v aspektech, jako je výpočet odtoku z povodí, vstupních kapacit a průtoků potrubních sítí a kanálových infrastruktur. Poskytuje funkce, které mají jiné platformy, jako je HEC-RAS, s tím rozdílem, že se jedná o komplexnější řešení pro profesionály, zaměřené nejen na analýzu, ale také na design, a proto jej lze integrovat do silničního a urbanizačního inženýrství pomocí nástrojů jako OpenRoads nebo OpenSite.

OpenFlow STORM existuje v těchto dvou verzích:

1. CivilStorm

2. StormCAD.

Rozdíl mezi těmito dvěma verzemi je v tom, že CivilStorm běží samostatně nebo na Microstation / OpenRoads, zatímco StormCAD běží na AutoCADu. Oba mají podobné funkce, i když ty, které běží na AutoCADu, jsou omezenější a méně komplexní verze pro interakci s jinými řešeními Bentley Sytstems.

S STORM bude odborník na hydrologii schopen použít racionální metodu pro výpočet maximálních průtoků v návrhu dešťové kanalizace. Pomocí rovnic nebo tabulek můžete zadat data Intensity-Duration-Frekvence a poté vykreslit izohyety a znovu použít data v jiných návrzích. Podporuje neomezený počet oblastí dílčích povodí a koeficientů C pro každou vstupní nádrž, přičemž je schopen seskupovat externí přispívající oblasti, dodatečné toky a zbytkové toky pro modelování nelokálního odtoku přispívajícího k vypouštění na jakémkoli vtoku. StormCAD poskytuje několik metod pro výpočet doby průtoku, včetně plné rychlosti potrubí, normální rychlosti, průměrné a vážené konečné rychlosti.

Tak, že profesionál, použitím Rational Method, bude schopen bez problémů vyřešit uživatelem definovanou tabulku intenzita-trvání-frekvence (IDF), Hydro-35, rovnici tabulky IDF, rovnici křivky IDF, polynomiální logaritmickou rovnici IDF. Navíc metody doby koncentrace: definované uživatelem, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Federal Aviation Agency, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA a TN), délka a rychlost, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Flow, TR-55 Channel Flow, Kinematic Wave, Friend, Bransby-Williams.

Možná jedna z věcí, která na mě udělala největší dojem, je množství již automatizovaných metod. Profesionál v oboru hydrauliky bude schopen provádět simulace v ustáleném stavu, stejně jako analýzu kapacity a vzduté vody pomocí profilových metod. Také metodami tlakové ztráty můžete použít AASHTO, HEC-22, standardní, absolutní, generickou a tlakovou ztrátu-průtokovou křivku.

Navíc simulace odchylek, automatický návrh na základě omezení, metody ztráty tření: Manning, Kutter, Darcy-Weisbach a Hazen-Williams.

Pokud jde o interoperabilitu, STORM má způsoby, jak integrovat mapy pozadí, jako jsou obrázky Bing, a také s jinými platformami CAD, GIS a databází. Může komunikovat s daty LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage.

B. Řešení pro hydrosanitární systémy (GEMS)

Řada GEMS má tyto dvě verze, velmi podobné STORM:

3. Kanalizační GEMS

4. SewerCAD

V podstatě se jedná o nástroje pro modelování systémů odpadních a kanalizačních sítí.

Na rozdíl od toho, co by bylo možné udělat se základními funkcemi, jako jsou ty, které poskytuje Civil3D, SewerCAD je specializované řešení pro kompletní scénáře, které zahrnují analýzu, návrh a provoz; aplikace kalibračních a integračních metod na regulační modely, jako je SCADA.

Síla SewerCADu z hlediska správy modelů spočívá v tom, že dokáže zpracovat více scénářů a alternativ. Lze provádět srovnání, generovat přizpůsobitelné reporty, a to jak na tabulkové, tak na úrovni prostorových dat, včetně topologického řízení. Tyto výsledky lze zobrazit graficky, přímo v ArcMap nebo jako Bentley Map i-model.

Profesionálové v oblasti hydrauliky budou schopni najít celou sadu rovnic St. Venant, stejně jako implicitní a explicitní dynamické motory EPA-SWMM. Je možné generovat simulace prodloužených period a také v ustáleném režimu. Kromě toho zahrnuje integrované funkce pro výpočty Storm, Culvert, integraci sítí s rybníky, čerpací a sanitární infrastrukturou, což by se normálně provádělo samostatně přímým zadáním dat; správa jednotného formátu pro projekty SewerCAD, CivilStorm a StormCAD.

Další řešení GEMS jsou určena pro návrh a provoz systémů pitné vody:

5. WaterGEMS

6. WaterCAD

Funkčnosti jsou podobné jako u Kanalizace ve vztahu k systémovému přístupu optimalizace, návrhu, kalibrace a provozu kompletních sítí připojených ke SCADA indikátorům s možností aplikace automatizovaných parametrů APEX.

Profesionálové v oblasti hydrauliky rádi uvidí, jak jsou zde automatizovaně zahrnuty iterativní výpočty, které dříve prováděli s logaritmickými listy a grafovou interpolací, stejně jako Darwinovy kalibrační postupy pro návrh, obnovu a řízení sítí pitné vody.

Interoperabilita je velmi podobná jako u ostatních platforem, lze modelovat doslova všechny typy infrastruktury systému pitné vody, přičemž je možné komunikovat s AutoCADem i ArcMap, včetně HAMMER.

Podobně jako STORM, SewerGEMS a WaterGEMS fungují samostatně nebo na platformách Bentley Systems (Microstation / OpenRoads), zatímco SewerCAD a WaterCAD fungují na AutoCADu. Navíc může pracovat na ArcGIS.

C. Řešení pro modelování hrází (PondPack)

7. Rybník Pack

Při navrhování moderních městských systémů, kde topografie není tak výrazná, je řízení sběru vody nebo recyklačních přehrad životně důležité, protože při bouři nemají vody přirozený gravitační tok směrem k řece, jak se to děje v topografiích. .

PondPack je specifické řešení pro řízení systémů jedné nebo více povodí, ve kterých je požadováno odhadnout kulminační průtoky, doby plnění a vypouštění aplikací hydrologických metod, které zaručují snížení povodňových rizik.

Podobně jako ostatní aplikace, ale se stejným názvem, má PondPack samostatnou verzi, jednu, která běží na Microstation a druhou na AutoCADu.

Profesionálové v oblasti hydrologie nebo hydraulického inženýrství budou schopni modelovat neomezené množství událostí pomocí metod, jako je SCS 24hodinový typ I, IA, II a II pro systémy distribuce dešťové vody pro modely, jako jsou Midwest U.S, data o bouřích Gauded a také křivky I-D-F. Stejně tak pro koncentrační metody lze mimo jiné použít Carter, Eagleson, Espey/Winslow.

D. Řešení pro povodně (FLOOD)

8. POVODNĚ

Jedná se o nástroj pro modelování, analýzu a zmírňování rizik městských povodní, okrajů řek a pobřežních oblastí vlivu. Odborníci na územní plánování by v FLOOD našli řešení jak pro městské odvodňovací systémy, tak pro analýzu kritických infrastruktur aplikovaných na hydrauliku a hydrologii.

Pomocí FLOOD je možné simulovat jevy, jako jsou bouře, nasycení půdy, selhání přehrady, selhání hráze, selhání odvodňovacího systému, tsunami, vzestup hladiny moře nebo atypické scénáře přílivu a odlivu.

FLOOD je nezávislá aplikace, ale může interagovat s modely pracujícími na SewerGEMS ohledně kanalizačních sítí. Můžete importovat data z formátů TIN generovaných pomocí nástrojů Bentley Systems, ContexCapture; Dokáže také generovat výstupy pro LumenRT a pokud jde o rastrové formáty, GDAL podporuje soubory ARC, ADF a TIFF. Mezi další podporované formáty patří WKT, EsriShapefile, NASA DTM a LumenRT 3D.

E. Řešení pro hydraulické přechodové jevy (HAMMER)

9. KLADIVO

Jedná se o specifický nástroj pro jeden z kritických procesů hydraulických systémů, nazývaných přechodové děje. Pokud jde o propojovací systémy, ať už nové nebo v kombinaci se stávajícími systémy, je nutné odhadnout kritické situace v různých propojených infrastrukturách (nádrže, ventily, potrubí, turbíny atd.)

HAMMER dokáže modelovat neomezené scénáře a alternativy s koncepčními nebo geografickými topologiemi. Analýza může ověřit každý uzel tím, že je schopna testovat různé podmínky tlaku, rychlosti, gravimetrických charakteristik kapalin, tlaku par a period odhadu.

Profesionál bude schopen najít automatizované metody, které byly dříve prováděny ručně s téměř nekonečnými iteracemi pro úkoly, jako je vodní kladivo s čerpáním a proměnnou rychlostí, stejně jako třecí metody využívající Hazen Williams, Darcy Weisbach nebo Mannings jak přímé, tak kombinované. A pokud jde o logické kontroly nebo kontroly založené na pravidlech, lze použít Unsteady – Vitovsky.

F. Řešení pro hydraulické výpočty (MASTER)

10. CurlvertMaster

11.FlowMaster

Jedná se o hydraulické kalkulátory pro návrh infrastruktury pro vodní systémy, který zahrnuje nejen koncepční analýzu, ale také aplikaci různých materiálů, řezů a podmínek vtoku.

Závěrem lze říci, že OpenFlows slibuje, že bude nejlepším řešením pro vodohospodářství, a to zejména proto, že integrace do prostředí CAD/GIS předčí ostatní typy řešení, které jsou omezeny svou komplexností a orientací na kompletní infrastrukturní cyklus.