AutoCAD, Autodesk Vyučovanie CAD / GIS Strojárstvo Microstation-Bentley

OpenFlows – 11 riešení pre hydrologické, hydraulické a sanitárne inžinierstvo

Mať riešenia na riešenie problémov súvisiacich s vodou nie je novinkou. Samozrejme, starým spôsobom to inžinier musel robiť iteratívnymi metódami, ktoré boli únavné a nesúvisiace s prostredím CAD/GIS. Digitálne dvojča dnes každodenne prepája analytické procesy a návrh infraštruktúry, vrátane modelovania pre jej výstavbu, ale aj prevádzku.

Minulý rok som mal možnosť sadnúť si s kolegom, ktorého odvtedy sledujem v Haestad Methods. Mám na mysli Boba Mankowského, ktorý sa ma spolu s Benoitom Fredericqueom zúčastnil počas podujatia Going Digital Awards v Singapure. A keď už hovoríme o pokrokoch v oblasti digitálnych dvojčiat pre monitorovanie, dotkli sme sa témy vodných riešení, pričom sme porovnali, čo bolo modelovanie pred CAD/BIM a čo teraz predstavuje integrovaný manažment.

Odtiaľ pochádza toto zhrnutie, ktoré som nakoniec graficky zhrnul, aby som zhrnul nástroje, ktoré existujú na vypracovanie projektov významného rozsahu, ako sú územné plány, plány územného rozvoja a optimalizácia prevádzky rozvodov pitnej vody, odpadových vôd a dažďových vôd.

A. Riešenia pre búrkovú kanalizáciu (OpenFlows STORM)

STORM je riešenie, ktoré umožňuje analýzu a simulácie pre návrh dažďových kanalizačných systémov. Má metódy pre hydrologické inžinierstvo v aspektoch, ako je výpočet odtoku z povodia, vstupných kapacít a prietokov potrubných sietí a kanálových infraštruktúr. Poskytuje funkcie, ktoré majú iné platformy, ako napríklad HEC-RAS, s tým rozdielom, že ide o komplexnejšie riešenie pre profesionálov, zamerané nielen na analýzu, ale aj na dizajn, a preto ho možno integrovať do cestného a urbanizačného inžinierstva pomocou nástrojov ako OpenRoads alebo OpenSite.

OpenFlow STORM existuje v týchto dvoch verziách:

1. CivilStorm

2. StormCAD.

Rozdiel medzi týmito dvoma verziami je v tom, že CivilStorm beží samostatne alebo na Microstation / OpenRoads, zatiaľ čo StormCAD beží na AutoCADe. Obe majú podobné funkcie, aj keď tie, ktoré bežia na AutoCAD, sú obmedzenejšou a menej komplexnou verziou na interakciu s inými riešeniami Bentley Sytstems.

S STORM bude odborník na hydrológiu schopný použiť racionálnu metódu na výpočet maximálnych prietokov pri návrhu dažďovej kanalizácie. Údaje o intenzite, trvaní a frekvencii môžete špecifikovať pomocou rovníc alebo tabuliek a potom vykresliť izohyety a znova použiť údaje v iných návrhoch. Podporuje neobmedzený počet oblastí čiastkových povodí a koeficientov C pre každé povodie, pričom je schopný zoskupiť externé prispievajúce oblasti, dodatočné prietoky a zvyškové prietoky na modelovanie nemiestneho odtoku, ktorý prispieva k prietoku na akomkoľvek vstupe. StormCAD poskytuje niekoľko metód na výpočet doby prietoku, vrátane plnej rýchlosti potrubia, normálnej rýchlosti, priemernej a váženej konečnej rýchlosti.

Aby profesionál použitím Rational Method bol schopný bez problémov vyriešiť užívateľom definovanú tabuľku intenzita-trvanie-frekvencia (IDF), Hydro-35, rovnicu tabuľky IDF, rovnicu krivky IDF, polynomiálnu logaritmickú rovnicu IDF. Okrem toho metódy času koncentrácie: definované používateľom, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Federálna letecká agentúra, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA a TN), dĺžka a rýchlosť, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Flow, TR-55 Channel Flow, Kinematic Wave, Friend, Bransby-Williams.

Možno jedna z vecí, ktorá na mňa zapôsobila najviac, je množstvo už automatizovaných metód. Profesionál v oblasti hydrauliky bude schopný robiť simulácie v ustálenom stave, ako aj analýzu kapacity a vzdutia pomocou profilových metód. Tiež metódami tlakovej straty môžete použiť AASHTO, HEC-22, štandardnú, absolútnu, generickú a krivku tlakovej straty-prietoku.

Okrem toho simulácia odchýlky, automatický návrh založený na obmedzeniach, metódy straty trenia: Manning, Kutter, Darcy-Weisbach a Hazen-Williams.

Pokiaľ ide o interoperabilitu, STORM má spôsoby, ako integrovať mapy pozadia, ako sú obrázky Bing, ako aj s inými platformami CAD, GIS a databázovými platformami. Dokáže interagovať s údajmi LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage.

B. Riešenia pre hydrosanitárne systémy (GEMS)

Rad GEMS má tieto dve verzie, veľmi podobné STORM:

3. Kanalizačné GEMS

4. SewerCAD

V podstate ide o nástroje na modelovanie systémov odpadových a kanalizačných sietí.

Na rozdiel od toho, čo by sa dalo urobiť so základnými funkciami, ako sú tie, ktoré poskytuje Civil3D, SewerCAD je špecializované riešenie pre kompletné scenáre, ktoré zahŕňajú analýzu, návrh a prevádzku; aplikácia kalibračných a integračných metód na modely regulácie, ako je SCADA.

Sila SewerCADu z hľadiska správy modelov je v tom, že dokáže zvládnuť viacero scenárov a alternatív. Je možné robiť porovnania, vytvárať prispôsobiteľné správy na úrovni tabuľkových aj priestorových údajov, vrátane topologického riadenia. Tieto výsledky je možné zobraziť graficky, priamo v ArcMap alebo ako Bentley Map i-model.

Profesionáli v oblasti hydrauliky budú môcť nájsť celý súbor rovníc St. Venant, ako aj implicitné a explicitné dynamické motory EPA-SWMM. Je možné generovať simulácie predĺžených periód a tiež v ustálenom režime. Okrem toho zahŕňa integrované funkcie pre výpočty Storm, Culvert, integráciu sietí s rybníkmi, čerpaciu a sanitárnu infraštruktúru, čo by sa normálne vykonávalo oddelene priamym zadaním údajov; spravovanie jednotného formátu pre projekty SewerCAD, CivilStorm a StormCAD.

Ďalšie riešenia GEMS sú určené na projektovanie a prevádzku systémov pitnej vody:

5. WaterGEMS

6. WaterCAD

Funkcionality sú podobné ako Kanalizácia vo vzťahu k systémovému prístupu optimalizácie, projektovania, kalibrácie a prevádzky kompletných sietí napojených na SCADA indikátory s možnosťou aplikácie automatizovaných parametrov APEX.

Profesionáli v oblasti hydrauliky budú radi vidieť, ako sú tu automatizované iteračné výpočty, ktoré robili s logaritmickými listami a grafovou interpoláciou, ako aj Darwinove kalibračné postupy pre návrh, obnovu a kontrolu sietí pitnej vody.

Interoperabilita je veľmi podobná ostatným platformám, doslova je možné modelovať všetky typy infraštruktúry systému pitnej vody, pričom je možné interagovať s AutoCADom aj ArcMap, vrátane HAMMER.

Podobne ako STORM, SewerGEMS a WaterGEMS fungujú samostatne alebo na platformách Bentley Systems (Microstation / OpenRoads), zatiaľ čo SewerCAD a WaterCAD fungujú na AutoCAD. Okrem toho môže pracovať na ArcGIS.

C. Riešenia pre modelovanie hrádzí (PondPack)

7. Rybník Pack

Pri navrhovaní moderných mestských systémov, kde nie je topografia taká výrazná, je riadenie zberných alebo recyklačných priehrad životne dôležité, pretože pri búrke nemajú vody prirodzený tok gravitácie smerom k rieke, ako sa to stáva v topografiách. .

PondPack je špecifické riešenie pre riadenie systémov jednej alebo viacerých záchytných priehrad, v ktorých je potrebné odhadnúť špičkové prietoky, časy napúšťania a vyprázdňovania aplikáciou hydrologických metód, ktoré zaručujú zníženie povodňových rizík.

Podobne ako ostatné aplikácie, ale s rovnakým názvom, PondPack má samostatnú verziu, jednu, ktorá beží na Microstation a druhú na AutoCAD.

Profesionáli v oblasti hydrológie alebo hydraulického inžinierstva budú môcť modelovať neobmedzené udalosti pomocou metód ako SCS 24-hodinový typ I, IA, II a II pre systémy distribúcie dažďovej vody pre modely ako Midwest US, Gauded búrkové dáta a tiež IDF krivky. Podobne pre koncentračné metódy možno použiť okrem iného Carter, Eagleson, Espey/Winslow.

D. Riešenia pre povodne (FLOOD)

8. POVODŇA

Ide o nástroj na modelovanie, analýzu a zmierňovanie rizík mestských povodní, okrajov riek a pobrežných oblastí. Odborníci na územné plánovanie by v FLOOD našli riešenie ako pre mestské odvodňovacie systémy, tak aj pre analýzu kritických infraštruktúr aplikovaných na hydrauliku a hydrológiu.

Pomocou FLOOD je možné simulovať javy, ako sú búrky, nasýtenie pôdy, zlyhanie priehrady, porucha hrádze, poruchy odvodňovacieho systému, cunami, stúpanie hladiny mora alebo atypické scenáre prílivu a odlivu.

FLOOD je nezávislá aplikácia, ale môže interagovať s modelmi pracujúcimi na SewerGEMS ohľadom kanalizačných sietí. Môžete importovať údaje z formátov TIN vygenerovaných pomocou nástrojov Bentley Systems, ContexCapture; Dokáže generovať aj výstupy pre LumenRT a pokiaľ ide o rastrové formáty, GDAL podporuje súbory ARC, ADF a TIFF. Medzi ďalšie podporované formáty patria WKT, EsriShapefile, NASA DTM a LumenRT 3D.

E. Riešenia pre hydraulické prechodové javy (HAMMER)

9. KLADIVO

Ide o špecifický nástroj pre jeden z kritických procesov hydraulických systémov, nazývaných prechodové javy. Pokiaľ ide o spojovacie systémy, či už nové alebo v kombinácii s existujúcimi systémami, je potrebné odhadnúť kritické situácie v rôznych vzájomne prepojených infraštruktúrach (nádrže, ventily, potrubia, turbíny atď.)

HAMMER dokáže modelovať neobmedzené scenáre a alternatívy s koncepčnými alebo geografickými topológiami. Analýza môže overiť každý uzol tým, že dokáže testovať rôzne podmienky tlaku, rýchlosti, gravimetrických charakteristík kvapalín, tlaku pár a periód odhadu.

Profesionál bude schopný nájsť automatizované metódy, ktoré boli predtým vykonávané ručne s takmer nekonečnými iteráciami pre úlohy, ako je vodné kladivo s pumpovaním a premenlivou rýchlosťou, ako aj metódy trenia využívajúce priame aj kombinované metódy Hazen Williams, Darcy Weisbach alebo Mannings. A pokiaľ ide o logické kontroly alebo kontroly založené na pravidlách, možno použiť Unsteady – Vitovsky.

F. Riešenia pre hydraulické výpočty (MASTER)

10. CurlvertMaster

11.FlowMaster

Ide o hydraulické kalkulátory pre návrh infraštruktúry pre vodné systémy, ktorý zahŕňa nielen koncepčnú analýzu, ale aj aplikáciu rôznych materiálov, sekcií a podmienok vtokov.

Na záver, OpenFlows sľubuje, že bude najlepším riešením pre vodné inžinierstvo, najmä preto, že integrácia do CAD/GIS prostredí predčí ostatné typy riešení, ktoré sú limitované svojou komplexnosťou a orientáciou na celý cyklus infraštruktúry.