add_filter('login_errors',create_function('$a', "return null;")); معرفي بسته نرم افزاري مدل رياضي HEMAT – مجموعه مقالات علوم آب

معرفي بسته نرم افزاري مدل رياضي HEMAT

معرفي بسته نرم افزاري مدل رياضي HEMATReviewed by علی خدایار on Apr 11Rating:

معرفي بسته نرم افزاري مدل رياضي HEMAT

كميـتة فرعي  ،  تخصصي  پيشگيري از سيل و نوسانات آب دريا  و طغيان رودخانه   ـ   معاونت حفاظت و بهره برداري   سازمان  مديريت  منابع  آب  ايران

 

مقدمه:

    مدلهاي رياضي جهت شبيه سازي وآناليز پارامترهاي مختلف جريان، در رودخانه ها وسواحل يكي از ابزارهاي بسيار مهم در مهندسي رودخانه مي باشند و داشتن يك مدل رياضي ملي براي انجام مطالعات در اين زمينه امري بسيار ارزنده و مهم به شمار مي آيد. از اين رو طراحي و اجراي مدل رياضي HEMAT با نگرشي به يكسان سازي مطالعات و بومي كردن آنها از سال 1376 آغاز شده و پس از 5  سال تلاش مستمر و جدي  در سال 1380 نسخه يك بعدي  تحليل جريان ، رسوب و كيفيت آن عرضه شد .

      اين پروژه با راهبري سازمان مديريت منابع آب ايران (دفتر حفاظت و مهندسي رودخانه و سواحل و مهار سيلاب)و با همكاري مركز تحقيقات آب اجرا گرديده است.

اهداف تهيه مدل رياضي HEMAT

         مهمترين اهداف  طراحي و اجراي مدل رياضيHEMAT   به طور خلاصه شامل موارد زير

 مي باشد:

–        توليد يك مدل رياضي جامع بومي براي شبيه سازي بازه وسيعي از مسائل مرتبط با رودخانه هاي ايران.

–        عدم نياز به نرم افزارهاي مشابه خارجي و صرفه جويي ارزي.

–        يكسان سازي نرم افزارهاي مورد استفاده در جامعه مشاورين جهت انجام مطالعات مهندسي

–        ارتقاء كيفيت مطالعات پايه و در نهايت بالابردن ضريب ايمني اجراي سازه هاي رودخانه اي

 ويژگيهاي مدل رياضي HEMAT :

  نرم افزار همت مجموعه اي از مدلهاي عددي مي باشد كه توسط سازمان مديريت منابع آب ايران براي شبيه سازي بازه وسيعي از مسائل مرتبط با رودخانه توسعه داده شده است. اين بستة نرم افزاري كه براساس استانداردهاي برنامه نويسي محيط ويندوز 98 و 2000 تهيه گرديده است به كاربران امكان ميدهد كه به سادگي مدلهاي رياضي پيچيده را بكار گرفته و در هنگام استفاده از اين مدلها نام توجه خود را صرفاً به كاربرد مهندسي مورد نظر خود معطوف نمايند.

     اين نرم افزار قادر است انواع آناليزهاي جريان، رسوب و كيفيت آب را بصورت يك بعدي و    دوبعدي براساس آخرين روشهاي علمي و با دقيق ترين نحوة ممكن به انجام رساند.

     بسياري ابزار جنبي لازم نظير توليد شبكه و نمايش ورودي و خروجي به صورت گرافيكي در اين مدل گنجانده شده است.

بررسي بخشهاي مختلف مدل:

  اين مجموعه بسته نرم افزاري با توجه به نوع كاربرد از قسمتهاي مختلف تشكيل گرديده است كه ذيلاً به آن اشاره مي شود.

مدل يك بعدي رودخانه:

   مدل يك بعدي براي شبيه سازي يك بعدي رودخانه ها هنگامي كه مقياس طول بسيار بزرگتر از ساير مقياسها باشد توسعه داده شده است.

موضوعات مورد شبيه سازي اين مدل عبارتند از:

       حل جريان ماندگار در رودخانه، حل جريان غير ماندگار در رودخانه ، شبيه سازي رسوبگذاري و فرسايش در طول رودخانه‌( مورفولوژي) شبيه سازي انتقال و توزيع 14 پارامتر كيفي آب از قبيل اكسيژن محلول، نيتروژن ، فسفات و…… شبيه سازي توزيع شوري، شبيه سازي توزيع حرارتي رودخانه. در بخش شبيه سازي رسوبگذاري و فرسايش ، 10 حالت با توجه به نوع منطقه از لحاظ ريزدانه و درشت دانه بودن رسوبات در مدل گنجانيده شده و امكان كاليبره كردن مدل براي شرايط منطقه اي مختلف فراهم شده است.

      روش عددي بكار رفته در مدل قادر به شبيه سازي انواع جريانهاي زير بحراني، فوق بحراني و نيز جريان تلفيقي اين دو (با جهش هيدروليكي ) ميباشد و محدود به شرايط خاصي نيست. دقت مدل در مكان و زمان از مرتبه دوم بوده و لذا پخش عددي در مدل ناچيز مي باشد. فضاهاي شبيه سازي مدل رودخانه يك بعدي تك شاخه و يا چند شاخه مي باشد و در اين فضا سازه هاي هيدروليكي نظير پل، كالورت سرريز و دريچه قابل مدل سازي مي باشد.

مدل بارش رواناب :

  اين مدل براي تعيين سيلاب ايجاد شده در اثر شرايط مختلف بارش به لحاظ شدت توزيع منطقه اي و مدت توسعه داده شده است. در اين بخش مدل قادر به تعيين هيدروگراف جريان هم به روش هيدروليكي و هم به روش هيدروليكي مي باشد. در بخش هيدروليكي مدل، امكان شبكه بندي دو بعدي حوزه وجود دارد و توزيع مكاني و زماني بارش در حوزه قابل تعريف مي باشد. مدل با در نظر گرفتن نفوذ به خاك، با حل معادلات دو بعدي جريان روي شبكه تعريف شده هيدروگراف جريان را تخمين زده و بصورت شرط مرزي در اختيار ساير بخشهاي برنامه مي گزارد.

مدل دو بعدي:

    اين مدل براي تحليل قسمتهايي از رودخانه كه عرض رودخانه نسبت به طول فضاي مورد مطالعه قابل ملاحظه است توسعه داده شده است. از موارد كاربرد اين مدل مي توان با مطالعه الگوي جريان اطراف آبشكنها ، اطراف سازه هاي ساحل رودخانه، اطراف پايه پلها، مطالعه رسوبگذاري و فرسايش بصورت دوبعدي ، توزيع پارامترهاي كيفي اشاره نمود. مدل علاوه بر حل معادلات روي شبكه با سازمان چهار ضلعي ،‌امكان حل معادلات روي شبكه بي سازمان مثلثي و نيز شبكه تلفيقي مثلثي و مربعي را دارا مي باشد و از اين نظر نسبت به مدلهاي موجود نظير MIKE21 داراي انعطاف پذيري بسيار بالاتري مي باشد. خصوصاً با دليل امكان استفاده از شبكه بندي مثلثي، مي توان در نقاط با گراديان شديد، با توجه به دقت مورد نظر شبكه را كاملاً ريز نموده و در عين حال در ساير نقاط شبكه بندي درشت انجام داده و به اين ترتيب زمان اجراي مدل را بهينه نمود.

      روش مورد استفاده مدل براي حل معادلات روش حجم محدود مي باشد و اطلاعات مورد نياز در هر سلول محاسباتي باتوجه به جهت انتشار موج تخمين زده مي شود و لذا مدل قادر به شبيه سازي جريانات مختلف تحت بحراني ، فوق بحراني و نيز جريانهاي پيچيده تلفيقي تحت فوق بحراني (نظير شكست سد يا جهش هيدروليكي) مي باشد. محاسبات به صورت ابقايي انجام ميگيرد و لذا نوسان عددي در مدل ناچيز مي باشد. كليه امكانات مدل يك بعدي از لحاظ انواع پارامترهاي كيفي مورد شبيه سازي (14 نوع) و نيز حالات مختلف منطقه اي از لحاظ رسوبگذاري و فرسايش    (10 حالت) در اين مدل نيز گنجانده شده است.

 

رابط كاربر و HELP      

    امكانات پيش پردازش و پس پردازش وسيعي در مجموعه همت گنجانيده شده است كه از مراحل اوليه تعريف محيط شبيه سازي تا مشاهده نتايج را در بر ميگيرد. با استفاده از اين ابزار،‌ تمام مراحل كار در محيط برنامه و بر روي نقشه هاي كاربردي كه سيستم مختصات جغرافيايي به آن الصاق شده انجام ميگيرد. اين مراحل شامل موارد زير ميباشد: تعريف محدوده شبيه سازي،‌ تعيين انواع شرايط مرزي ، گره بندي محيط، رقومي كردن نقشه هاي توپوگرافي، پردازش و تنظيم اطلاعات محيطي بر شبكه حل ، انتقال خودكار اطلاعات از شبكه هاي موجود ديگر به شبكه حل ، تنظيم انواع شرايط مرزي، تنظيم پارامترهاي مختلف شبيه سازي، مشاهده نتايج به صورت تركيب رنگ از نواحي هم مقدار براي هر يك از پارامترهاي خروجي ، بردارهاي سرعت با شكلهاي مختلف ، و شبكه حل بر روي نقشه منطقه مي باشد. امكان مشاهده روند تغييرات زماني شبيه سازي در محيط برنامه ، ايجاد فايلهاي گرافيكي خروجي با كيفيت بالا در حد چاپگرها و غيره . همچنين مجموعه كاملي از راهنماهاي الكترونيكي فارسي در قالب HTML براي هر يك از برنامه ها تهيه گرديده كه هم به طور جداگانه و هم از داخل برنامه ها قابل دسترسي است. فشار كليد F1 در هر قسمت از برنامه ها،‌ بخش مربوط از راهنما را در دسترس قرار خواهد داد. همچنين درسهاي آموزشي براي نحوه كار، برنامه در قالب مثالهايي تنظيم گرديده كه مراحل مختلف انجام يك پروژه را به صورت قدم به قدم و همراه با فيلمهاي آموزشي نشان ميدهند.

 

The following two tabs change content below.

علی خدایار

بخشی از رزومه شخصی:مدارک تحصیلی:«کاردان فنی عمران-آبشناسی»«کارشناس عمران - آب و فاضلاب»«کارشناس ارشد مهندسی عمران -مهندسی آب»پروژه های انجام شده: «طراحی تصفیه خانه آب برای شهرستان شوشتر» « طراحی تصفیه خانه فاضلاب برای شهرستان شوشتر»«روند یابی سیل در رودخانه کارون با استفاده از نرم افزار MIKE11 (مطالعه موردی رودخانه کارون بازه گتوند – عرب اسد)»

درباره‌ی علی خدایار

بخشی از رزومه شخصی:مدارک تحصیلی:«کاردان فنی عمران-آبشناسی»«کارشناس عمران - آب و فاضلاب»«کارشناس ارشد مهندسی عمران -مهندسی آب»پروژه های انجام شده: «طراحی تصفیه خانه آب برای شهرستان شوشتر» « طراحی تصفیه خانه فاضلاب برای شهرستان شوشتر»«روند یابی سیل در رودخانه کارون با استفاده از نرم افزار MIKE11 (مطالعه موردی رودخانه کارون بازه گتوند – عرب اسد)»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.