Wody pod presją | KOMPUTEROWE PAKIETY SYMULACYJNE
36
page,page-id-36,page-template-default,tribe-bar-is-disabled,ajax_fade,page_not_loaded

KOMPUTEROWE PAKIETY SYMULACYJNE

W trakcie kursu wykorzystywane będą dwa komputerowe pakiety symulacyjne pozwalające na modelowanie przepływów oraz procesów przemian jakości wód powierzchniowych:

HEC-RAS

HEC-RAS jest programem komputerowym służącym do obliczeń hydraulicznych dla przepływów jednowymiarowych w korytach sztucznych i naturalnych. Producentem programu jest Korpus Inżynieryjny armii USA (USACE). Od roku 1995 kolejne wersje programu są udostępniany bezpłatnie również do zastosowań cywilnych. Wraz z kolejnymi wersjami program był rozszerzany o nowe funkcjonalności. Obecnie najnowsza wersja (4.1, wydana w styczniu 2010) obejmuje następujące cztery główne moduły:

  • Obliczenia hydrauliczne przepływu ustalonego (metodą iteracyjną)
  • Obliczenia hydrodynamiczne przepływu nieustalonego, zarówno w reżimie spokojnym jak i rwącym (metodą różnic skończonych)
  • Obliczenia transportu sedymentu
  • Modelowanie transportu zanieczyszczeń i przemian jakości wody  (metodą objętości skończonych)

Oprócz modułów obliczeniowych program HEC-RAS wyposażony jest w szereg dodatkowych narzędzi umożliwiających:

  •  Importowanie i modyfikację danych dotyczących geometrii i szorstkości koryta rzecznego
  • Modelowanie przepływu przez obiekty hydrotechniczne (jazy, przepusty, mosty)
  • Wizualizację wyników  obliczeń w postaci profilów poprzecznych i podłużnych oraz animacji 3D
  • Eksport wyników obliczeń w postaci tekstowej lub warstw GIS
  • Tworzenie wielu scenariuszy opartych zarówno na danych pomiarowych i jak i założeniach projektowych

 

Od 1. października 2014 dostępna jest również edycja beta wersji 5.0 programu HEC-RAS, rozszerzona o moduł przepływów dwuwymiarowych.

Link do strony programu: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/

Blog z praktycznymi poradami dla użytkowników HEC-RAS: http://hecrasmodel.blogspot.com/

Strona z polskim tłumaczeniem dokumentacji do części hydraulicznej: http://ppc.wroclaw.pl/?q=node/24

Polskie forum użytkowników HEC-RAS: https://groups.google.com/forum/#!forum/hec-ras-pl

  • Przekroje hydrometryczne w HEC-RAS na tle mapy topograficznej (okolice ujścia Sanu do Wisły)

  • WIzualizacja wezbrania przy ujściu Sanu do Wisły

DHI MIKE 21 ECO Lab

Pakiet MIKE by DHI jest jednym z najczęściej stosowanych na świecie pakietów do symulacji hydrodynamicznych w korytach otwartych. Pierwsza wersja została opublikowana w roku 1998, najnowsza w 2014. W Polsce MIKE by DHI został przyjęty jako standard w przygotowywaniu symulacji powodziowych, w ramach realizacji wymagań Dyrektywy Powodziowej.

ECO Lab jest  modułem pakietu MIKE by DHI, służącym do symulacji przemian jakości wody. W połączeniu z komponentem hydrodynamicznym pakietu (jednowymiarowym MIKE 11, dwuwymiarowym MIKE21, trójwymiarowym MIKE 3) ECO Lab służy do modelowania przemian jakości wód powierzchniowych.

Wydział Inżynierii Środowiska PW posiada edukacyjną licencję sieciową na wykorzystanie modułu ECO Lab w połączeniu z dwuwymiarowymi modelami hydrodynamicznymi MIKE 21 (oparty na siatce prostokątnej) oraz MIKE 21FM (oparty na siatce trójkątnej). Dwuwymiarowe modele hydrodynamiczne dostarczają do modułu ECO Lab wyniki modelowania przepływów (głębokość, wartość rzędnej zwierciadła oraz kierunek i wartość prędkości przepływu). Moduł ECO Lab pozwala, na podstawie wyników modelowania hydrodynamicznego,  na rozwiązanie dwuwymiarowego równania transportu zanieczyszczeń (adwekcji-dyspersji) z uwzględnieniem przemian biochemicznych zanieczyszczeń.  Przemiany biochemiczne modelowane są na podstawie tzw. schematów przemian (ang. templates), zawierających opis kinetyki przemian modelowanych zanieczyszczeń.

Przykładowe schematy dostępne w ECO Lab:

  • Model  BZT-tlen (Streetera-Phelpsa)
  • Modele eutrofizacji
  • Model sorpcji  metali ciężkich
  • Model przeżywalności bakterii Coli

 

Użytkownik ma również możliwość modyfikacji struktury istniejących schematów oraz tworzenia własnych. Dodatkowo pakiet MIKE by DHI dostarcza narzędzi do generowania danych wejściowych do modelu (serii czasowych, rozkładów przestrzennych, itp.) oraz wizualizacji wyników. Dostępne są również wtyczki pozwalające na eksport wyników (MIKE2GoogleEarth, MIKE2GIS).

Oficjalna strona programu: http://www.mikepoweredbydhi.com/products/eco-lab

Wyniki symulacji powodziowych, wykonanych za pomocą MIKE 11 i MIKE 21 dla obszaru Polski: http://mapy.isok.gov.pl/imap/

  • Trójkątna siatka do modelu jakości wody Zbiornika Zegrzyńskiego w MIKE 21 FM