HEC-RAS - HEC-RAS

3D pohled

HEC-RAS je počítačový program který modeluje hydraulika z průtok vody prostřednictvím přirozeného řeky a další kanály. Před aktualizací 2016 na verzi 5.0 byl program jednorozměrný, což znamená, že neexistuje žádné přímé modelování hydraulického účinku změn tvaru průřezu, ohybů a dalších dvou- a trojrozměrných aspektů toku. Vydání verze 5.0 představilo také dvourozměrné modelování toku usazenina schopnosti modelování přenosu. Program byl vyvinut Armádní sbor Spojených států amerických za účelem správy řek, přístavů a ​​jiných veřejných prací spadajících pod jejich jurisdikci; od svého veřejného vydání v roce 1995 našel široké přijetí mnoha dalšími.

Centrum hydrologického inženýrství (HEC) v Davis, Kalifornie vyvinul na pomoc systém pro analýzu řek (RAS) hydrauličtí inženýři v analýze toku kanálu a niva odhodlání. Zahrnuje řadu funkcí pro zadávání dat, komponenty hydraulické analýzy, možnosti ukládání a správy dat a možnosti vytváření grafů a sestav.

Funkčnost

Základní výpočetní postup HEC-RAS pro ustálený tok je založen na řešení jednorozměrné energetické rovnice. Energetické ztráty se hodnotí třením a kontrakcí / expanzí. Rovnici hybnosti lze použít v situacích, kdy se profil vodní hladiny rychle mění. Mezi tyto situace patří hydraulické skoky, hydraulika mostů a vyhodnocení profilů na soutokech řek.

Pro nestacionární proudění řeší HEC-RAS plný, dynamický, 1-D rovnice Svatého Venanta pomocí implicitní metody konečných rozdílů. Řešič rovnice nestacionárního proudění byl převzat z balíčku UNET Dr. Roberta L. Barkaua.

HEC-RAS je vybaven k modelování sítě kanálů, dendritického systému nebo jednoho dosahu řeky. Aby bylo možné modelovat některé složité situace toku pomocí jednorozměrného přístupu HEC-RAS, je třeba provést určitá zjednodušení. Je schopen modelovat tok podkritického, nadkritického a smíšeného toku spolu s účinky mostů, propustků, jezů a struktur.

Verze 5.0.7 z března 2019 podporuje pouze Windows 7, 8, 8.1 a 10 64bitové.[1]

Použití

HEC-RAS je počítačový program pro modelování vody protékající systémy otevřených kanálů a výpočet profilů vodní hladiny. HEC-RAS nachází konkrétní komerční uplatnění ve studiích řízení záplavových území a [pojištění proti povodním] pro hodnocení zásahů proti povodním. Některá další použití jsou: návrh a analýza mostu a propustku, studie hráze a studie úpravy kanálu. Lze jej použít pro analýzu porušení hráze, ačkoli pro tento účel jsou v současné době obecněji přijímány jiné metody modelování.

Výhody

HEC-RAS má zásluhy, zejména jeho podporu ze strany US Army Corps of Engineers, budoucí vylepšení v procesu a jeho přijetí mnoha vládními agenturami a soukromými firmami. Je to v veřejná doména a recenzováno a je k dispozici ke stažení zdarma z webových stránek HEC. Různé soukromé společnosti jsou registrovány jako oficiální „prodejci“ a nabízejí poradenské služby a doplňkový software. Někteří také distribuují software v zemích, které nemají přístup na webové stránky americké armády. Přímé stažení z HEC však zahrnuje rozsáhlou dokumentaci a vědci a inženýři zběhlí v hydraulické analýze by měli mít s používáním softwaru jen malé potíže.

Nevýhody

Uživatelé mohou během nestabilních analýz najít problémy s numerickou nestabilitou, zejména ve strmých a / nebo vysoce dynamických řekách a potokech. Často je možné použít HEC-RAS k překonání problémů s nestabilitou u říčních problémů.

Historie verzí

První verze HEC-RAS byla vydána v roce 1995.[2] Tento HEC-RAS 1.0 řeší stejnou numerickou rovnici jako HEC-2 z roku 1968.

VerzeDatum vydání
HEC-RAS 1.01995
HEC-RAS 2.0Dubna 1997
HEC-RAS 2.2Říjen 1998
HEC-RAS 3.0Dubna 2003
HEC-RAS 3.1.1Květen 2003
HEC-RAS 3.1.2Červen 2004
HEC-RAS 3.1.3Květen 2005
HEC-RAS 4.0 (Beta)Listopadu 2006
HEC-RAS 4.0.0Březen 2008
HEC-RAS 4.1Ledna 2010
HEC-RAS 5.0Února 2016
HEC-RAS 5.0.1Dubna 2016
HEC-RAS 5.0.3Září 2016
HEC-RAS 5.0.4Květen 2018
HEC-RAS 5.0.5Června 2018
HEC-RAS 5.0.7Březen 2019[1]

GeoHECRAS

GeoHECRAS je 2D / 3D vizualizace a editace datového obalu do softwaru HEC-RAS a používá se pro protipovodňová ochrana a zmírnění povodní inženýrské studie, včetně výroby Federální agentura pro nouzové řízení zaplavit mapy nebezpečí a další řeka inženýrské studie.

Mezi funkce související s HEC-RAS patří:

WMS

Hlavní článek: WMS (hydrologický software)

WMS (systém modelování povodí) je hydrologický software, který poskytuje nástroje před a po zpracování pro použití s ​​HEC-RAS. Rozvoj WMS do Aquaveo byl financován primárně The Armádní sbor Spojených států amerických.

Mezi funkce související s HEC-RAS patří:

  • Pomocí objektů prvků (středová čára, čáry průřezu) a TIN k vývoji geometrie modelu HEC-RAS.
  • Úpravy, slučování a vytváření průřezů v databázi pro použití s ​​HEC-RAS a dalšími hydraulickými modely.
  • Vymezení záplavových území z údajů o nadmořské výšce vodní hladiny. Nadmořské výšky vodní hladiny lze vypočítat pomocí HEC-RAS, definovat interaktivně nebo importovat ze souboru.
  • Propojení více simulací HEC-1 s HEC-RAS k určení nejistoty v modelování parametrů na vymezeném záplavovém území. Počet křivek a srážky lze stochasticky měnit mezi parametry HEC-1 a Manningovou hodnotou n pro HEC-RAS.

Viz také

Reference

  1. ^ A b https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/documentation/HEC-RAS_5.0.7_Release_Notes.pdf
  2. ^ „Vědecké inženýrství a udržitelnost: evoluce HEC-RAS“. Vědecké inženýrství a udržitelnost. Citováno 2019-03-24.

externí odkazy