ВЭЦ-РАН

HEC-RAS — это программное обеспечение для моделирования, используемое в вычислительной гидродинамике , в частности, для моделирования гидравлики через потока воды естественные реки и другие каналы.

Программа была разработана Инженерным корпусом армии США для управления реками, гаванями и другими общественными сооружениями, находящимися под их юрисдикцией; он нашел широкое признание среди многих других стран с момента его публичного выпуска в 1995 году.

Гидрологический инженерный центр (HEC) в Дэвисе, Калифорния , разработал Систему анализа реки (RAS), чтобы помочь инженерам-гидротехникам в анализе стока русла и определении поймы . Он включает в себя многочисленные возможности ввода данных, компоненты гидравлического анализа, возможности хранения и управления данными, а также возможности построения графиков и отчетов.

Функциональность

Основная вычислительная процедура ГЭЦ-РАН для стационарного течения основана на решении одномерного уравнения энергии. Потери энергии оцениваются трением и сжатием/расширением. Уравнение количества движения можно использовать в ситуациях, когда профиль водной поверхности быстро меняется. К таким ситуациям относятся гидравлические прыжки, гидравлика мостов и оценка профилей в местах слияния рек.

Для нестационарного потока HEC-RAS решает полное динамическое одномерное уравнение Сен-Венана, используя неявный метод конечных разностей. Программа решения уравнений нестационарного потока была адаптирована из пакета UNET доктора Роберта Л. Баркау.

HEC-RAS оснащен оборудованием для моделирования сети каналов, дендритной системы или отдельного участка реки. Для моделирования некоторых сложных ситуаций потока с использованием одномерного подхода HEC-RAS необходимо сделать определенные упрощения. Он способен моделировать поток в докритическом, сверхкритическом и смешанном режимах, а также влияние мостов, водопропускных труб, плотин и сооружений.

Версия 5.0.7 по состоянию на март 2019 г. поддерживает только 64-разрядные версии Windows 7, 8, 8.1 и 10. ^[1] Версия 6.0 и новее поддерживают 64-разрядную версию Windows 7–11. ^[2] и версия 6.1 доступна для Linux. ^[3]

Приложения

HEC-RAS — компьютерная программа для моделирования течения воды по системам открытых каналов и расчета профилей водной поверхности. HEC-RAS находит особое коммерческое применение в управлении поймами и исследованиях [страхования от наводнений] для оценки нарушений паводковых путей. Некоторые из дополнительных применений: проектирование и анализ мостов и водопропускных труб, исследования дамб и исследования модификации каналов. Его можно использовать для анализа прорывов плотин, хотя в настоящее время для этой цели более широко применяются другие методы моделирования.

Преимущества

HEC-RAS имеет свои достоинства, в частности, поддержку со стороны Инженерного корпуса армии США , будущие усовершенствования, а также его признание многими правительственными учреждениями и частными фирмами. Он находится в свободном доступе , прошел рецензирование и доступен для бесплатной загрузки с веб-сайта HEC. Различные частные компании зарегистрированы в качестве официальных «поставщиков» и предлагают консультационные услуги и дополнительное программное обеспечение. Некоторые из них также распространяют программное обеспечение в странах, которым запрещен доступ к веб-сайтам армии США. Однако прямая загрузка с HEC включает в себя обширную документацию, и у ученых и инженеров, разбирающихся в гидравлическом анализе, не возникнет проблем с использованием программного обеспечения.

Недостатки

Пользователи могут столкнуться с проблемами численной нестабильности во время нестационарного анализа, особенно в крутых и/или очень динамичных реках и ручьях. ^[4] Часто возможно использовать HEC-RAS для решения проблем нестабильности в речных проблемах. Проблемы численной стабильности являются внутренним свойством схем конечно-разностного численного решения.

История версий

Первая версия HEC-RAS была выпущена в 1995 году. ^[5] Этот HEC-RAS 1.0 решает то же численное уравнение, что и HEC-2 1968 года.

До обновления версии 5.0 в 2016 году программа была одномерной, что означает отсутствие прямого моделирования гидравлического эффекта изменения формы поперечного сечения, изгибов и других двух- и трехмерных аспектов потока. В версии 5.0 представлены возможности двумерного моделирования потока, а также возможности моделирования переноса наносов .

ГеоHECRAS

GeoHECRAS — это оболочка 2D/3D-визуализации и редактирования данных для программного обеспечения HEC-RAS, которая используется для инженерных исследований по борьбе с наводнениями и смягчению их последствий , включая создание Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям наводнений карт опасностей и других речных инженерных исследований.

Функции, связанные с HEC-RAS, включают:

Отменить и повторить редактирование HEC-RAS
Многодокументный интерфейс (MDI) проектов ВИК-РАН
Использование чертежей САПР AutoCAD и MicroStation и поверхностей местности.
Использование ГИС баз данных
Автоматизированное создание поперечного сечения
Автоматизированное создание карт пойм
Проектирование и анализ переходов проезжей части ( мост и водопропускная труба )
Адаптивное создание 2D-сетки

WMS

WMS (система моделирования водоразделов) — это гидрологическое программное обеспечение, которое предоставляет инструменты предварительной и последующей обработки для использования с HEC-RAS. Разработка WMS компанией Aquaveo финансировалась в первую очередь Инженерным корпусом армии США .

Функции, связанные с HEC-RAS, включают:

Использование объектов объектов (осевая линия, линии поперечного сечения) и TIN для разработки геометрии модели HEC-RAS.
Редактирование, объединение и создание поперечных сечений в базе данных для использования с HEC-RAS и другими гидравлическими моделями.
Разграничение пойм по данным о высоте водной поверхности. Высота водной поверхности может быть рассчитана с помощью HEC-RAS, определена в интерактивном режиме или импортирована из файла.
Объединение нескольких моделей HEC-1 с HEC-RAS для определения неопределенности в параметрах моделирования на очерченной пойме. Число кривой и количество осадков можно стохастически варьировать в зависимости от параметров HEC-1 и значения n Мэннинга для HEC-RAS.

См. также

Гидротехника

Ссылки

^ https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/documentation/HEC-RAS_5.0.7_Release_Notes.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}
^ «Примечания к выпуску ГИК-РАН» . www.hec.usace.army.mil . Проверено 16 марта 2024 г.
^ Примечания к выпуску HEC-RAS 6.1 Linux
^ «Модель стабильности» . www.hec.usace.army.mil . Проверено 16 марта 2024 г.
^ «Наука, инженерия и устойчивое развитие: эволюция ВИК-РАН» . Наука, инженерия и устойчивое развитие . Проверено 24 марта 2019 г.

Внешние ссылки

Домашняя страница HEC-РАН. Архивировано 7 марта 2019 г. в Wayback Machine Инженерного корпуса армии США, Гидрологический инженерный центр.
Выходное видео анализа наводнений, выполненного с помощью HEC-RAS и визуализации в ArcGIS.
Домашняя страница GeoHECRAS на сайте CivilGEO
https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/download.aspx

[Release_5.0.7-1] ttps://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/documentation/HEC-RAS_5.0.7_Release_Notes.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

[2] «Примечания к выпуску ГИК-РАН» . www.hec.usace.army.mil . Проверено 16 марта 2024 г.

[3] Примечания к выпуску HEC-RAS 6.1 Linux

[4] «Модель стабильности» . www.hec.usace.army.mil . Проверено 16 марта 2024 г.

[5] «Наука, инженерия и устойчивое развитие: эволюция ВИК-РАН» . Наука, инженерия и устойчивое развитие . Проверено 24 марта 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]