Гидравлика безнапорных каналов ( и не только), Storm and sanitary, river and flood, hec-ras Опции

[speleos]

Появилось желание поделиться и обсудить результаты расчетов потоков воды в открытых руслах некоторых задач, смоделированных в программах ssa и rfa. Очень интересно независимое мнение, ибо мое мнение уже прикипевшее и зависимое

Немного матчасти:
А) на установившееся неравномерное течение (steady flow) расчёт ведётся по одномерному уравнению энергии. Если есть резкое изменение уклона русла и тд подключается уравнение импульса (на гидравлическом прыжке уравнение импульса = прыжковая функция см. Справочник Киселева) в слиянии потоков к уравнению импульса в постановке задачи добавляется угол слияния.
Б) на неустановившемся течении (волна) расчёт ведётся по одномерному уравнению Сен-Венана (в hec-ras есть 2d уравнение, но я пока не запускал)
В) ну и куча всяких плюшек типа боковых водосливов, переноса взвешенных веществ гидрологии и тд.

Пару примеров:
Гидравлический прыжок. Замоделирован в обеих программах. На картинке видим вид сбоку на быстроток и мои подписи по шероховатостям, скоростям и тд.
 9AA873F7_9088_4770_99FE_AF2C2BEE6ABB.jpeg ( 373,14 килобайт ) Кол-во скачиваний: 43


Разделительный лоток (идея родилась по аналогии общесплавного коллектора). Моделирование показало, что при бегущей волне (unsteady flow) в момент пика, проскакивать по зарегулированному лотку будет больше, чем расчёт на стационарный поток.
 4F1E186D_D787_45DA_8378_5044AF80800D.jpeg ( 296,1 килобайт ) Кол-во скачиваний: 40


Слияние речки Аргунь и Урюмкан
Просто пару принтскринов:
Модель водной поверхности
 39FE5DA4_3242_4969_8F7D_CCE336BA8C37.jpeg ( 191,02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 26


В каждом сечении рассчитана удельная энергия сечения. Можем видеть уровень воды, скорость и отношение к критической глубине.
 33A96F19_2F89_440F_955F_86564F073DA5.jpeg ( 1015,43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 27


Ps. Пример 2 был смоделирован в ssa на одномерном Сен-венане и прикрученном к нему уравнении бокового водослива. Надеюсь, получится сделать подобное на 2d Сен-Венане в hec -ras. (Вроде научился обманывать mapper, который видимо реагирует на санкции русского ip)

[speleos]

Появилось желание поделиться и обсудить результаты расчетов потоков воды в открытых руслах некоторых задач, смоделированных в программах ssa и rfa. Очень интересно независимое мнение, ибо мое мнение уже прикипевшее и зависимое

Немного матчасти:
А) на установившееся неравномерное течение (steady flow) расчёт ведётся по одномерному уравнению энергии. Если есть резкое изменение уклона русла и тд подключается уравнение импульса (на гидравлическом прыжке уравнение импульса = прыжковая функция см. Справочник Киселева) в слиянии потоков к уравнению импульса в постановке задачи добавляется угол слияния.
Б) на неустановившемся течении (волна) расчёт ведётся по одномерному уравнению Сен-Венана (в hec-ras есть 2d уравнение, но я пока не запускал)
В) ну и куча всяких плюшек типа боковых водосливов, переноса взвешенных веществ гидрологии и тд.

Пару примеров:
Гидравлический прыжок. Замоделирован в обеих программах. На картинке видим вид сбоку на быстроток и мои подписи по шероховатостям, скоростям и тд.
 9AA873F7_9088_4770_99FE_AF2C2BEE6ABB.jpeg ( 373,14 килобайт ) Кол-во скачиваний: 43


Разделительный лоток (идея родилась по аналогии общесплавного коллектора). Моделирование показало, что при бегущей волне (unsteady flow) в момент пика, проскакивать по зарегулированному лотку будет больше, чем расчёт на стационарный поток.
 4F1E186D_D787_45DA_8378_5044AF80800D.jpeg ( 296,1 килобайт ) Кол-во скачиваний: 40


Слияние речки Аргунь и Урюмкан
Просто пару принтскринов:
Модель водной поверхности
 39FE5DA4_3242_4969_8F7D_CCE336BA8C37.jpeg ( 191,02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 26


В каждом сечении рассчитана удельная энергия сечения. Можем видеть уровень воды, скорость и отношение к критической глубине.
 33A96F19_2F89_440F_955F_86564F073DA5.jpeg ( 1015,43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 27


Ps. Пример 2 был смоделирован в ssa на одномерном Сен-венане и прикрученном к нему уравнении бокового водослива. Надеюсь, получится сделать подобное на 2d Сен-Венане в hec -ras. (Вроде научился обманывать mapper, который видимо реагирует на санкции русского ip)

[nagger]

Что обсуждать?

[speleos]

Что обсуждать?

Да что угодно. 😀
Я вот, например, не понимаю multiple depth search (в расчете критической глубины).

И таких непоняток вагон и маленькая тележка.

[nagger]

Если что угодно, то познавательный ютюб-канал.
Я всё про своё... С бесплатной swmm не сравнивал результаты ssa?

[speleos]

Я всё про своё... С бесплатной swmm не сравнивал результаты ssa?

Неа, не сравнивал. Думаю будет тоже-самое.

Насколько я понял, у них есть некий "стандарт по гидравлике" для подобных программ. Именно swmm дирижирует эти правила:
а) на установившийся поток одномерное уравнение энергии + иногда уравнение импульса
б) на неустановившийся поток - одномерное уравнение Сен-Венана
платные программы от бесплатных отличаются только "удобством интерфейса", интеграцией в другие САПРы и наличием прикрученных всяких дополнительных плюшек: работа с насосами, гидроаккумуляторами и тд и тп.
Ядро у них одно и то-же.
Тот-же самый бесплатный HEC-RAS на самом деле гораздо круче чем RFA от Autodesk. Просто RFA уже прикручен к civil3d, а в Hec-Ras надо экспортировать.

По гидрологическим методам я делал только одно: брал единичные водосборы (площадью 1 Га) считал их вручную по нашему Водгео, и прогонял по RHM и MRM методам в ssa.
По классическому Rational (RHM) - все тоже самое. И это не удивительно (ибо idf диаграммы я собирал через наш климатический параметр A).
С MRM ситуация интереснее. Пока глубоко не готов обсуждать . Планирую недельки через две плотно сесть за этот вопрос.

PS. а я хочу взять ящик пива, сварить из оргстекла разделительный лоток. Сделать модели с масштабом 1:100 и сверить опытные данные с расчетными по программе.
Только надо придумать, как гидрограф пустить по лотку.

Сообщение отредактировал speleos - 5.5.2021, 17:33

[speleos]

Разделительный лоток (идея родилась по аналогии общесплавного коллектора). Моделирование показало, что при бегущей волне (unsteady flow) в момент пика, проскакивать по зарегулированному лотку будет больше, чем расчёт на стационарный поток.
 4F1E186D_D787_45DA_8378_5044AF80800D.jpeg ( 296,1 килобайт ) Кол-во скачиваний: 40



Ps. Пример 2 был смоделирован в ssa на одномерном Сен-венане и прикрученном к нему уравнении бокового водослива. Надеюсь, получится сделать подобное на 2d Сен-Венане в hec -ras. (Вроде научился обманывать mapper, который видимо реагирует на санкции русского ip)

Я таки выкроил время в воскресение и замоделил расчет (2d flow modeling) этого разделительного лотка в Hec-Ras.
Видос тут

Сообщение отредактировал speleos - 29.6.2021, 14:19

[speleos]

Моделирование динамики подземных вод. Фильтрационные расчеты.

Внимание, Оказывается Processing Modflow 8 уже бесплатный!
Скачать можно на сайте Симкора https://www.simcore.com/wp/archive/

На картинке гидроизогипсы уровня грунтовых вод простой модельки:
- безнапорный изотропный слой с коэфф фильтрации 3 м/сут мощностью 10 метров
- 3 скважины с дебитом от 5 до 10 м3/сут (совершенные)

Понятно, что можно было такую задачку численными методами не решать, а обойтись методом обобщенных систем по Троянскому.
Но выходит красиво

 Modflow.jpg ( 435,96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 15


Сообщение отредактировал speleos - 26.1.2022, 22:49

[speleos]

Еще одна картинка комикса.
В тот раз попробовал моделить суффозионный проран в теле дамбы и наблюдал, как в за 15 мин волна объемом 21 млн куб добегает до городка.
Модель исключено учебная, надеюсь никто не додумается так располагать водохранилище. А я готовлюсь оценить возможную катастрофу от прорыва Сареза.

 прорыв_горяч.jpg ( 812,81 килобайт ) Кол-во скачиваний: 13

[speleos]

Решил обновить свой микро блог- картинную галерею.
Модель водопонижения карьера (civil 3d +modflow)

 IMG_20220808_153902_413.jpg ( 55,35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 24


Сообщение отредактировал speleos - 8.8.2022, 15:41

[GreyBrain]

Решил обновить свой микро блог- картинную галерею.
Модель водопонижения карьера (civil 3d +modflow)

 IMG_20220808_153902_413.jpg ( 55,35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 24

Красиво. А почему рельеф " в лесенках "? Программа его апроксимирует или считывает точки как и на визуализации?

[speleos]

Красиво. А почему рельеф " в лесенках "? Программа его апроксимирует или считывает точки как и на визуализации?

можно сглаживать, я особо рельеф не прорабатывал. А большие уступы - это вполне себе реальные съезды карьерных самосвалов на дно.
Потом карьер забросили, его затопило. А когда настала пора снова его осушить, пришлось создать вот такую воронку депрессии.

[speleos]

Продолжаю свой микро блог.

Модель подпора речки мостом. Поверхность воды сгенерирована в результате расчета (уравнение неразрывности, уравнение энергии и уравнение импульса)
 IMG_20221017_152206_789.jpg ( 33,6 килобайт ) Кол-во скачиваний: 7


Модельку пока еще можно покрутить в браузере.
https://autode.sk/3arh4x7

[speleos]

Попробовал себя в новом жанре - техническая проза.
По ссылке статейка, которая посвящена BIM сборке водоотводных сооружений (русла, каналы, водопропускные трубы, быстротоки, бочки очистных и наружные сети) и возможностям по расчету гидравлики.
Информационная BIM модель в гидрологии и гидротехнике.

Модельку можно покрутить в браузере: она соответствует примерно LOD 200+ тире LOD 300.

Если кратко:
- поверхности русла и каналов созданы в civil 3d
- поверхности воды сгенерированы после программного расчета в civil 3d (с учетом многих гидравлических эффектов установившегося неравномерного течения)
- безнапорные сети, бочки, резервуары, пруды можно выгрузить в расчетный модуль и "продуть" волной на одномерном Сан-Венане.
- статические результаты можно сохранить в IFC формат, прикрутить к сущностям необходимые атрибуты, выгрузить в браузер и расшарить народу (как я и поступил).

Прикрепленные файлы

 bim_model.jpg ( 413,76 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10