postuniv-a0+08

Tema: Tranzitarea viiturilor prin sisteme de gospodrirea apelor uni sau bidimensionale curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF

1

TRANZITAREA VIITURILOR PRIN SISTEME DE GOSPODRI-REA APELOR MODELARE UNIDIMENSIONAL (1D) I BIDIMENSIONAL (2D) Rezumat 1. Consideraii generale referitoare la simularea numeric (1D) a micrii apei n sisteme deschise (canale artificiale, cursuri de ap regularizate, bazine hidrografice) ce pot fi prevzute cu structuri tip: baraj, stvilar, deversor de suprafa, goliri de fund, sifoane, pompe simple pachetul de programe DUFLOW.

APLICAII NUMERICE

2. Scurgerea de suprafa tranzitarea viiturilor prin sisteme de gospodrirea apelor 2.1. Modelare unidimensionala (1D) utilitarul: DUFLOW A. Modelarea tranzitrii viiturii pe rul Timi n vecintatea podului din beton municipiul Caransebe B. Modelarea curgerii accidentale printro structur de retenie prevzut cu 7 cmpuri deversoare controlate cu stavile segment C. Modelarea curgerii accidentale pe rul Timi n situaia accidental de cedare a digului de aprare mpotriva inundaiilor 2.2. Modelare bidimensionala (2D) utilitarul: SMS 7.0 A. Modelarea curgerii accidentale (2D) pe un tronson al rului Strei

2Tema: Tranzitarea viiturilor prin sisteme de gospodrirea apelor uni sau bidimensionale

curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF

1.1 Consideraii generale referitoare la simularea numeric (1D) a mic-rii apei n sisteme deschise (canale artificiale, curs de ap regularizat, bazin hi-drografic, etc.) prevzute cu structuri tip: baraj, stvilar, deversor de suprafa, golire de fund, sifon, pompe simple -pachetul de programe DUFLOW Metodele numerice ofer posibiliti multiple legate de cele mai complexe i mai dificile probleme ale cercetrii, dezvoltate n fizica fenomenului hidraulic. Sistemele hidraulice de mari dimensiuni, nu pot fi reproduse pe modele fizice de laborator din motive economice, n schimb pot fi modelate numeric. Calculul numeric permite cunoaterea fenomenului fizic cu suficient precizie, astfel c de cele mai multe ori, verificarea pe modele de laborator nu mai este necesar. Modelarea numeric a micrii nepermanente a apei ntr-un sistem cu suprafa liber, implic determinarea nlimii piezometrice n puncte discrete i distincte, alese prin lungul traseului sistemului cu suprafa liber, ct i variaiile lor n timp. Metoda diferenelor finite conduce la un sistem finit de ecuaii cu derivate pariale, n care necunoscutele reprezint nlimile piezometrice din punctele discrete. Dac se ajunge la determinarea acestor necunoscute, se pot calcula i ali parametri care definesc micarea hidraulic (vitez, debit volumic, pant hidraulic). 1.2 Ecuaiile curgerii apei n regim nepermanent Micarea nestaionar a apei (1D) n sisteme deschise cu suprafa liber /1/, /4/, /17/ este descris de ecuaii difereniale cu derivate pariale, ecuaii ce se obin din: condiia de conservare a masei (1.1), ecuaia cantitii de micare (1.2), la care se mai adaug i relaia debitului (1.3):

0xQ

tHB =

+ (1.1)

( ) )(coswbRACQQg

xQv

xHgA

tQ 2

2 =++

+ (1.2)

AvQ = (1.3) unde s-au utilizat notaiile:

t timpul, n [s]; x distana curent msurat n lungul axului curgerii, n [m]; H(x,t) nivelul apei fa de un nivel de referin cunoscut, n [m]; v(x,t) viteza la distana x i timpul curent t, n [m/s]; Q(x,t) debitul volumic la distana x i timpul curent t, n [m3/s]; R(x,H) raza hidraulic a ariei seciunii curgerii, n [m]; A(x,H) aria seciunii curentului la distana x, n [m2]; b(x,H) limea seciunii curentului la distana x msurat la oglinda apei,

n [m]; B(x,H) limea de stocare a seciunii la distana x, msurat la oglinda apei,

n [m];


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF g acceleraia gravitaional, n [m/s2]; C(x,H) coeficientul pierderilor de sarcin a lui Chzy, n [m1/2 s-1]; w(t) viteza de btaie a vntului, n [m/s]; (t) direcia de btaie a vntului, n [grade hexazecimale]; (t) direcia axului canalului, msurat n sens antiorar fa de nordul geografic, n [grade hexazecimale]; (t) coeficientul de conversie asociat vntului; factorul de corecie pentru neuniformitatea distribuiei de viteze pe

vertical, definit de relaia integral:

( ) dzdyz,yvQA 2

A2 = (1.4)

Termenul advectiv (al treilea) din ecuaia cantitii de micare (1.2) poate fi descompus ntr-un termen ce exprim impactul schimbrii debitului i un termen ce exprim efectul variaiei ariei seciunii curentului. n acest caz, ecuaia de micare va avea urmtoarea form general:

)(cosbwRACQQg

xA

AQ

xQ

AQ2

xHgA

tQ 2

22

2

=+

++

(1.5)

Termenul al doilea din parantez se mai denumete i termenul lui Froude. La schimbri abrupte ale ariei seciunii curgerii, acest termen poate conduce la instabilitate

numeric i astfel nu se ajunge la soluiile sistemului. n situaia de instabilitate numeric, de cele mai multe ori, acest termen se poate neglija. Ecuaiile cu derivate pariale (1.1) i (1.5) sunt dependente de spaiu (x) i timp (t). Aceste ecuaii cu deri-vate pariale se pot scrie n diferene finite utiliznd schema implicit Preissmann cu patru puncte de interpolare (fig. 1.1). Dac se definete un segment xi , de la nodul xi la nodul xi+1 n intervalul de timp t, de la

timpul curent t = t n la timpul t = t n+1, nivelul apei n nodul xi la timpul t + t se poate scrie: ( ) 1ninini HH1H ++ += (1.6)

Fig. 1.1 Schema Preissmann cu patru puncte

i la timpul t ntre nodurilr xi i xi+1 cu ajutorul relaiei:

2HHH

n1i

nin

2/1i+

++= (1.7)

Dac aproximm expresiile derivatelor din ecuaiile (1.1) i (1.5) utiliznd punctul de


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF referin de coordonate ( x i+1/2 , t n+ ) i precizat grafic ca poziie n fig. 1.1, se obin ecuaiile generale scrise n diferene finite:

0x

QQtHH

Bi

ni

n1i

n2/1i

1n2/1i*

2/1i =+

+++++++ (1.8)

( ) =+

++

+

+++

+++

++

+++

++

++

*2/1i

2

n2/1i

1n2/1i

i

1ni*

i

ni1n

1i*1i

n1i

i

ni

n1i*

2/1i

n2/1i

1n2/1i

ARC

QQg

x

QAQQ

AQ

xHHgA

tQQ

(1.9)

cu notaia: ( ) ( )= +++ 1n21n 2/1in coswb (1.10) Notaia asterix * utilizat n expresiile de mai sus (vezi notaia n ,

respectiv ), exprim faptul c valorile parametrilor sunt aproximate la timpul

t

*2/1iA +

*2/1iB +

n+. Aceste valori cu notaia asterix * sunt calculate succesiv n cadrul procesului iterativ. De exemplu, la prima iteraie, prima valoare de aproximare a lui B* este B*= Bn , valoare care este ajustat la fiecare pas de iteraie i noua valoare devine:

2BBB

*,1nn*

++= (1.11) unde este valoarea actualizat la . *,1nB + 1nB +

n final, pentru toate tronsoanele reelei discretizate se pot scrie seturi de ecuaii n variabilele necunoscute Q i H, la noul nivel al timpului t n+1 : (1.12a) (1.12b)

131n

1i121n

i111n

i NHNHNQ ++= ++++23

1n1i22

1ni12

1n1i NHNHNQ ++= +++++

Pentru soluionarea numeric a acestor seturi de ecuaii algebrice este necesar asocierea unor condiii iniiale ct i a unor condiii fizice de margine.

1.3 Condiii iniiale i condiii de margine Pentru a rezolva sistemul de ecuaii generat de seturile de ecuaii algebrice prezentate anterior (1.12a i b), este necesar adugarea unor condiii fizice de margine n cadrul reelei de discretizare.

Condiiile definite de utilizator i condiiile de margine pot fi asociate nivelelor, debitelor sau unor relaii dintre debite i nivele. n jonciunile interioare, nivelele de ap sunt continue n fiecare jonciune de nod, iar debitele de intrare sau de ieire dintr-o jonciune respect condiia de continuitate, rezultnd condiia general:

=+= k

1jiij 0qQ (1.13)

unde: i - reprezint numrul de nod al jonciunii;


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF Q j - i debitul de la nodul j la nodul i, n [m3/s]; qi debitul adiional sau lateral curgerii n nodul i, n [m3/s]. La timpul de nceput (de Start) al execuiei simulrii micrii nepermanente, valorile iniiale pentru nivelele (H) i debitele (Q) trebuie s fie cunoscute. Aceste valori iniiale cunoscute pot fi precizate de utilizator, pot fi cunoscute dintr-o analiz anterioar sau pot fi obinute din msurtori.

Efectul adiional al vntului i condiiile din precipitaii trebuie de asemenea s fie specificate la timpul de nceput i ele vor fi condiii introduse de utilizator.

1.4 Construcii artificiale - Structuri Pe traseul unui curs de ap pot s existe construcii de retenie (baraje, stvilare), prevzute cu descrctoare de suprafa, goliri de fund, canale, etc. Aceste construcii introduse n cadrul programului sunt denumite - structuri. Tipurile de structuri definite pe traseul de analiz n cadrul unui sistem complex analizat cu Duflow pot fi: stvilare, goliri de fund, canale, descrctoare de suprafa, sifoane i staii de pompare. La stvilare sau la alte structuri diferite de cele menionate, debitele i nivelele pot fi controlate prin manevrarea porilor sau utiliznd facilitile specifice Duflow, prin utilizarea unor opiuni denumite Condiii de declanare. Aceste faciliti Duflow dependente de curgere, sunt specificate prin locaia lor n reeaua de tronsoane, stabilind parametrii ce precizeaz structura: limea, nivelul inferior, nivelul superior, timp, etc. Condiiile de declanare pot fi ajustate n timpul execuiei simulrii numerice i vor fi descrise mai trziu la aplicaiile numerice.

1.4.1 Structur tip Stvilar

La un stvilar (fig. 1.2), debitul care trece prin structur este dependent de nivelul apei din zona amonte i zona aval, limea i nlimea curgerii, nivelul

pragului structurii, condiia de declanare a stavilei (la nceput nchis sau deschis), tipul structurii i con-diiile curgerii (curge-re liber sau curgere necat). Situaiile reale posi-bile ale curgerii apei la un stvilar i con-diiile posibile de mo-delare numeric sunt prezentate n fig. 1.3.

Fig. 1.2 Structur tip stvilar



Fig. 1.3 Condiii posibile de modelare utilizate n DUFLOW


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF Ecuaia general pentru determinarea debitului de tranzit ce trece printr-un stvilar la timpul curent t are urmtoarea form general:

Hg2HBQ 1n =+ (1.14) unde: B limea geometric a stvilarului, n [m]; coeficientul de reducere local a debitului; H adncimea apei peste prag, n [m]; H diferena de sarcin pe stvilar, n [m]; Q n+1 debitul la timpul t = t n+1 ce trece prin structur, n [m3/s]. Mrimile curente ( , H , H) utilizate n relaia debitului (1.14) sunt diferite i dependente de situaiile de curgere posibile i precizate n fig. 1.3, n concordan cu precizrile prezentate n tabelul nr. 1.1. Tabelul nr.1.1

Condiia H H I 0 0H 01ni HH + II t 1n

iH32 + n

iH31

III

v 1niH3

2 + niH3

1

IV v njH 1nj1ni HH ++ V t njH 1nj1ni HH ++ VI t 0H 1nj1ni HH ++ VII 0 0H 1nj1ni HH ++

Parametrii utilizai n tabelul nr. 1.1 au urmtoarele semnificaii:

H i , H j reprezint adncimea de ap raportat la nivelul pragului, n zona amonte, respectiv n zona aval a structurii, n [m];

H 0 nlimea de deschidere a porii, n [m]; 0 coeficientul pierderilor de sarcin locale la curgerea pe sub poart; v coeficientul pierderilor de sarcin locale la curgerea cu suprafa liber;

t coeficientul pierderilor de sarcin locale la curgerea n regim tranzitoriu, ntre valorile 0 i v i determinat cu relaia:

( )v00

ivt 1H

H2

+= (1.15)

Acest formul aproximeaz situaiile fizice reale i prin msurtori se poate calibra atunci cnd se utilizeaz coeficienii pierderilor de sarcin local 0 i v .

Ecuaia debitului (1.14 ) se poate scrie sub o form liniar mai general pentru

o structur tip stvilar n funcie de nlimea de ap din bieful amonte i nlimea de ap din bieful aval: (1.16) 3

1nj2

1ni1

1n NHNHNQ ++= +++


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF 1.4.2 Structur tip Deversor - descrctor de suprafa Ecuaia curgerii la o structur tip deversor (fig. 1.4) are aceeai form ca la stvilare, la care se mai adaug un termen suplimentar provenit din frecarea apei pe suprafaa structurii. Deci, aceast rezisten de frecare poate fi cuplat n serie cu un stvilar care are n aval curgerea liber.

Ecuaia adiional de frecare are la baz relaia lui Chzy:

Fig. 1.4 Descrctor de suprafa

LRACQ = (1.17)

unde: H reprezint pierderea de sar-cin datorat frecrii, n [m]; L lungimea descrctorului, n [m]; A aria seciunii curgerii, n [m2]; C coeficientul lui Chzy, n [m1/2s-1] i calculat cu relaia cunoscut:

61

Rn1C = (1.18)

unde: n reprezint coeficientul de rugozitate al patului structurii (n limitele posibile de variaie n = 0.011.0.025 coeficient dependent de calitatea de execuie a suprafeei betonului); R raza hidraulic a seciunii curgerii, n [m], calculat cu relaia:

PAR = (1.19)

P perimetrul udat al seciunii curgerii, n [m]. ntr-o form liniarizat aceast rezisten are urmtoarea form:

HFHQL

RCAQn

221n

i ==+ (1.20)

Dac considerm cuplat n serie un nod curent nodul k cuprins ntre nodul i i nodul j, debitul ce trece de la nodul i la nodul k n exprimarea conform relaiei (1.20) se determin cu expresia: ( )1nk1ni1n HHFQ +++ = (1.21) iar forma debitului ntre nodul curent nodul k i nodul final al structurii nodul j se mai poate scrie i sub forma: (1.22) 3

1nj2

1nk1

1n NHNHNQ ++= +++Din relaia (1.21) se determin sarcina hidraulic , se substituie n relaia (1.22), se efectueaz calculele i se obine urmtoarea form general a debitului:

1nkH+

1

31nj

1

21ni

1

11n

NFNF

HNF

NFHNF

NFQ +++++=+++ (1.23)

sau ntr-o form general mai compact:



(1.24) *31n

j*2

1ni

*1

1n NHNHNQ ++= +++n care coeficienii curgerii au forma:

( )( )( ) 32'1*3

22'1

*2

12'1

*1

NNNmaxF

FN

NNNmaxF

FN

NNNmaxF

FN

+=+=+=

(1.25)

1.4.3 Structur tip Sifon O structur tip Sifon (fig. 1.5) se utilizeaz n situaia transportului apei peste obstacole ntlnite pe traseu (diguri, baraje), alctuit din sisteme nchise (conducte din oel sau structuri de conducte realizate din beton armat). n acest situaie, ecuaia

debitului Q care tranziteaz siste-mul nchis este acceeai din situa-ia prezentat la paragraful 1.4.1 - cazul VII, combinat cu rezistena de frecare suplimentar de la paragraful 1.4.2.

Fig. 1.5 Structur tip sifon

Pentru ca aceast structur s funcioneze, mai este necesar precizarea de ctre utilizator a nivelului de pornire (nivelul de Start) i nivelului de oprire (ni-velul de Stop) n cele dou biefuri amonte i aval ale sifonului.

1.4.4 Structur tip Pomp Aceast structur tip Pomp (fig. 1.6) se utilizeaz cnd starea curgerii este simpl, iar

debitul este constant Qp i este precizat de utilizator. Debitul se consider pozitiv dac curgerea este de la nodul i spre nodul j. Utilizatorul trebuie s mai defi-neasc dou nivele: nivelul apei la care pompa trebuie s porneasc (nivelul de Start) i nivelul la care pompa trebuie s se opreasc (nivelul de Stop). Pentru o funcionare stabil este necesar o capacitate de stocare rezonabil n nodul de Start.

Fig. 1.6 Structur tip pomp


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF 1.5 Etape necesare modelrii numerice, execuiei i postprocesrii Pentru realizarea modelului de analiz i aplicarea simulrii numerice este necesar s se parcurg urmtoarele etape: a. Date necesare pentru realizarea modelului de analiz: a1. Pe planul de situaie real desenat la scar, se marcheaz axul talvegului cursului de ap sau axul canalului pe tronsonul de analiz (de exemplu - fig. 1.7 );

a2. Se divide traseul n tronsoane cu ajutorul unor puncte denumite noduri

(ordinea lor se numeroteaz ascendent cu numere ntregi de exemplu: 1, 2, , 14) astfel nct tronsoanele dintre dou noduri consecutive s urmreasc n mod satisfctor curburile n plan ale axului talvegului;

Fig. 1.7 Plan de situaie, trasarea talvegului, schema de discretizare

a3. Se noteaz tronsoanele cu numere ntregi introduse ntr-un cerc pentru a se distinge de numerotarea nodurilor. Dac un tronson reprezint o structur (un nod hidrotehnic baraj, stvilar, etc.), se noteaz cu litera [S] urmat de un numr ntreg n sistem de numerotare ascendent (exemplul din fig. 1.7 - S1, S2, S3), care determin numrul real al structurii. Un nod hidrotehnic (NH) poate avea n componena sa mai multe structuri (de exemplu: deversor de suprafa, golire de fund, sifon, canal) considerate n paralel, conectate la aceleai noduri sau noduri diferite i numere de ordine distincte n precizarea structurilor;


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF a4. ntr-un sistem de axe ortogonale (xOy) n care se cunoate direcia nordului geografic, se determin un-ghiul format de aceast direc-ie i axa Oy (parcurgerea se face n sens orar n con-formitate cu precizarea grafic din fig. 1.8) i coordonatele tuturor nodurilor discretizrii; a5. Se construiete profilul longitudinal prin axul talve-gului din care se determin cotele minime ale patului albiei n toate nodurile discre-tizrii;

Fig.1.8 Sistem de axe de coordonate

a6. Se construiesc profilele seciunilor transversale prin fiecare nod de

discretizare (poate fi utilizat planul de situaie sau din profilele reale obinute din ridicri topografice). Utiliznd un set de valori numerice cunoscute pentru nlimile de ap hi = k*H (de exemplu pentru pasul constant dat pe nlime H= 1.0 m i setul de numere ntregi k = 0, 1, 2, ...) fa de cota talvegului (fig. 1.9-sus), se determin limile de curgere la oglinda apei i limile de stocare pentru toate aceste seturi de valori, n toate nodurile asociate discretizrii. Pentru un tron-son curent, care are asociate dou noduri de conexiune (fig. 1.9-jos - nodul de nceput i nodul de sfrit), n analiza de modelare numeric Duflow , se utilizeaz medie-

rea celor dou seciuni i se obine seciunea medie de calcul a tronsonului;

Fig. 1.9 Seciunile transversale asociate

a7. Se stabilesc coeficienii de rugozitate (dup Chzy sau Manning) pe fiecare


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF tronson de analiz. n situaia unui traseu de ru cu albia major mare, pentru mrirea fineei discretizrii, se poate ramifica traseul n 2 sau 3 fire conectate ntre ele cu tronsoane laterale sau utilizarea unui coeficient de rugozitate mediu;

a8. Se precizeaz condiiile de margine date de nivelul constant sau variabil cunoscut n nod, ce poate fi debit constant sau debit variabil n nod (Qi = f(t) - debitul de inundaie vezi reprezentarea din fig. 1.10 - sus), curb cheie cunoscut nt-un nod (fig. 1.10 - jos). Dac se alege cunoscut curba cheie Qi = f (hi) ntr-un nod curent i, este necesar s se determine pentru setul de valori posibile hi valoarea debitelor reale aferente Qi ce pot tranzita prin seciune; a9. Se precizeaz condiiile iniiale (la timpul de Start [t = t0]) n toate nodurile discrete (nivelul de ap iniial i debitul), respectiv pe structuri (debitul iniial de tranzitare prin structuri). Aceste condiii iniiale pot fi cunoscute dintr-o analiz anterioar, pot fi msurate anterior modelrii numerice sau se pot considera cu valoarea zero. Dac se alege ultima situaie (nereal pe un tronson de ru), este necesar ca nre-gistrarea numeric a rezul-

tatelor n fiierul de stocare, s se efectueze dup un interval de timp suficient de lung, nct nivelele n noduri i debitele pe tronsoane s ajung la cele de regim. Acest procedeu este permis n Duflow (elimin valorile numerice de pornire nereale) i este foarte frecvent utilizat n modelrile numerice.

Fig. 1.10 Debit variabil (sus) i curba cheie (jos)


13

b. Ordinea operaiilor necesare realizrii modelului numeric: b1. Pornirea modulului programului de analiz numeric duflow.exe (lansa-rea n execuie a programului numeric); b2. Se va alege din meniul principal opiunea Locaia fiierului pentru precizarea locului de depozitare, n care se vor depune fiierele necesare simulrii numerice (de exemplu: c:\duflow\works\ - acest opiune necesit existena celor dou subdirectoare duflow i works definite anterior); b3. Se precizeaz numele fiierelor referitore la: Proiect , Date de Control, Reea, Condiii iniiale, Condiii de margine, Rezultate (de exemplu: nume.prj, nume.crt, nume.net, nume.nod, nume.beg, nume.bnd, nume.res); b4. Se alege din meniul principal opiunea de introducere Intrare (Input) i submeniul de Date de Control pentru precizarea: timpului de nceput a simulrii numerice, timpului de nceput a salvrii rezultatelor n fiierul de stocare, timpul de terminare a simulrii numerice (timpul reprezint un numr ntreg de 6 cifre care precizeaz anul yy, luna mm, ziua dd i un numr ntreg de 4 cifre ce precizeaz ora hh , respectiv minutele mm, de exemplu: start 000101/0000, sfrit 000110/0000), pasul de timp pentru simularea hidraulic (un numr ntreg de 4 cifre ce precizeaz pasul de timp n ore hh i minute mm, de exemplu: 0005 minute), pasul de timp pentru depunerea n fiierul de rezultate (un numr ntreg de 4 cifre ce precizeaz pasul de timp n ore hh i minute mm, de exemplu: 0030 minute); alegerea relaiei pentru calculul pierderilor de sarcin Chzy sau Manning, precizarea coeficientului de interpolare (de exemplu: = 0.65); b5. Se alege din meniul principal opiunea de introducere Intrare i submeniul de Date de Control pentru a face precizri referitoare la numerele de ordine ale tronsoanelor sau structurilor n vederea postprocesrii lor sau salvarea rezultatelor n fisierul de ieire (de exemplu: All toate numerele); b6. Se alege din meniul principal opiunea de introducere Intrare (Input), submeniul Date de curgere i submeniul de introducere a nodurilor discretizrii Definirea reelei preciznd: numrul tronsonului, nodul de nceput i nodul de sfrit al tronsonului pn la epuizarea lor.

Dac se definete o structur, este necesar s se introduc litera S urmat de numrul de ordine. Se asociaz fiecrui nod hidrotehnic (NH) un numr de ordine sau mai multe dar distincte, prin care se va ine evidena structurilor lui.

Numrul sau numerele de ordine asociate structurilor dintr-un nod hidrotehnic poate fi un numr sau mai multe numere, notate n ordine ascendent i diferite ca valoare de la o structur la alta (de exemplu: S1, S2, ...).

b7. Se constat existena la partea de jos a submeniului date de intrare a unei

opiuni de reprezentare grafic Grafic. Se poate utiliza atunci cnd au fost introduse i coordonatele nodurilor (secvena b8), opiune ce face posibil prezentarea


curs postuniversitar mai 2008, Conf. Dr.ing. Gheorghe LAZR - Catedra de CHIF tronsoanelor i a nodurilor discretizrii ntr-o reprezentare grafic (fig. 1.11);

b8. Se alege din meniul principal opiunea de introducere Intrare, submeniul

Date de curgere i submeniul Noduri , de introducere a coordonatelor nodurilor preciznd: coordonata X, coordonata Y, aria asociat ce poate in-troduce aportul de pre-cipitaii, coeficientul de amplificare asociat a-portului de precipitaii - Runoff (aceast facili-tate este utilizat la prima aplicaie numeri-c); b9. Se alege din meni-ul principal opiunea de introducere Intrare (In-put), submeniul Date de curgere i subme-niul de introducere a caracteristicilor geome-trice i fizice ale tron-

soanelor discretizrii (Tronsoane) preciznd: nivelul talvegului n nodurile de nceput i sfrit, direcia de btaie a vntului (fig. 1.12), coeficientul de rezisten RC (Chzy)

sau K=1/n (Manning) n situaia undei directe sau undei indirecte, coeficientul asociat aciunii vntului;

Fig. 1.11 Reprezentarea grafic - tronsoane i numerele de nod

b10. Se alege din meniul principal opiunea de introducere (Input), sub-meniul Date de curgere i subme-niul de introducere a caracteristicilor seciunilor transversale ale tronso-nului (fig. 1.9), preciznd pentru seturile de valori hi (referitoare la adncimea de ap fa de cota talvegului, de exemplu: H= 0.50 m, hi = k*H, k= 0, 1, 2, ...) limile de

curgere (B) i limile de stocare la oglinda apei (B

Fig. 1.12 Direcia de btaie a vntului

Bs), pentru fiecare valoare curent k ; b11. Condiii iniiale. Se alege din submeniul Date de curgere - nivele iniiale

i se introduc valorile iniiale n fiecare punct, n valoare relativ (nlimea apei


15

deasupra talvegului) sau valoare absolut (nivelul apei n cot topografic). Dac nivelele iniiale nu sunt cunoscute, se introduce valoarea zero, respectiv nivelul talvegului (cota topografic) i se utilizeaz opiunea de stocare a rezultatelor dup un interval de timp (T ) suficient de lung, astfel nct s se ating curgerea de regim.

Se alege din submeniul Date de curgere - debite iniiale i se introduc valorile debitelor pe fiecare tronson sau structur. Dac nu se cunosc, se introduc valorile nule i se utilizeaz opiunea de stocare a rezultatelor dup un interval de timp (T ) suficient de lung;

b12. Condiii de margine. Se alege din submeniul Date de curgere - condiii de

margine i se selecteaz una din opiunile: Nivel , Debit (Qadd ), Curba cheie (Qadd i Hrel), Precipitaii, Viteza vntului, Direcia vntului. Primele trei opiuni se specific ntr-un nod, iar urmtoarele trei opiuni sunt generale i se aplic pe tot domeniul de analiz. Valorile numerice asociate pot s fie: o valoare constant, o serie Fourie, o serie variabil n timp pentru un pas constant, o serie variabil n timp i pas de timp variabil, sau valori dintr-un fiier extern care se pot importa (excepie la aceste referiri este curba cheie la care sunt specificate perechile de valori numerice Qadd - Hrel).

c. Execuie i prezentarea rezultatelor. Se alege din submeniul Calcule

numerice - opiunea Curgere i se pornete execuia simulrii numerice pentru interva-lul de timp specificat la submeniul Date de control.

Din meniul principal se alege opiunea de postprocesare a rezultatelor - Rezultate, care are trei tipuri de prelucare grafic a datelor i anume: T - rezultate le-gate de timp, unde se reprezint variaia n timp a parametrilor (nivel, debit, vitez) n cadrul tronsoanelor specificate; V- rezultate legate de timp i poziie, unde se repre-zint variaia n timp a parametrilor (nivel, debit, vitez) n cadrul nodurilor specificate; S - rezultate legate de traseu - unde se reprezint variaia parametrilor (nivel, debit, vitez) pe o rut aleas (traseu) la intervale de timp (multiplu de pai de timp).

Ultima opiune necesit definirea rutei (precizarea succesiunii tronsoanelor n

care se dorete monitorizarea rezultatelor) sau a mai multor rute.

1.3 Condiii iniiale i condiii de margine 1.4.3 Structur tip Sifon

Date post:	26-Sep-2015
Category:	Documents
Upload:	adrian-barbu
View:	217 times
Download:	0 times

postuniv-a0+08

Documents