EPANET

EPANET
Originalförfattare Lewis A. Rossman
Utvecklare United States Environmental Protection Agency (USEPA, Cincinnati , Ohio )
Stabil frisättning
2.2 / 23 juli 2020 ; för 2 år sedan ( 2020-07-23 )
Skrivet i C Programmeringsspråk (motor) / Objekt Pascal ( användargränssnitt )
Operativ system Windows
Tillgänglig i engelsk
Typ Engineering Simulering
Licens Ingen ( Public domain )
Hemsida www2 .epa .gov /water-research /epanet

EPANET (Environmental Protection Agency Network Evaluation Tool) är ett programpaket för modellering av vattendistributionssystem som är allmän egendom utvecklat av United States Environmental Protection Agency ( EPA ) Water Supply and Water Resources Division. Den utför en längre period av simulering av hydrauliskt och vattenkvalitetsbeteende inom trycksatta rörnät och är designat för att vara "ett forskningsverktyg som förbättrar vår förståelse av rörelsen och ödet för dricksvattenbeståndsdelar inom distributionssystem". EPANET dök upp första gången 1993.

EPANET 2 finns både som ett fristående program och som en verktygslåda med öppen källkod ( Application Programming Interface in C ). Dess beräkningsmotor används av många mjukvaruföretag som utvecklat kraftfullare, proprietära paket, ofta GIS -centrerade. EPANET ".inp"-indatafilformatet, som representerar nätverkstopologi, vattenförbrukning och kontrollregler, stöds av många gratis och kommersiella modelleringspaket. Därför anses det utan tvekan vara branschstandarden .

Funktioner

EPANET tillhandahåller en integrerad miljö för att redigera nätverksindata, köra hydrauliska simuleringar och vattenkvalitetssimuleringar och visa resultaten i en mängd olika format. EPANET tillhandahåller en fullt utrustad och förlängd period av hydraulisk analys som kan hantera system av alla storlekar. Paketet stöder också simulering av rumsligt och tidsmässigt varierande vattenbehov, pumpar med konstant eller variabel hastighet, och de mindre tryckhöjdsförlusterna för böjar och beslag. Modelleringen tillhandahåller information såsom flöden i rör, tryck vid korsningar, spridning av en förorening, klorkoncentration, vattenålder och till och med alternativ scenarioanalys. Detta hjälper till att beräkna pumpenergi och kostnad och sedan modellera olika typer av ventiler , inklusive avstängningar, kontrollera tryckreglering och flödeskontroll .

EPANETs funktion för modellering av vattenkvalitet tillåter användare att analysera rörelsen av ett reaktivt eller icke-reaktivt spårmaterial som sprids genom nätverket över tiden. Den spårar det reaktiva materialet när det sprider sig, och mäter procentandelen av flödet från de givna noderna. Förpackningen använder den globala reaktionshastighetskoefficienten som kan modifieras rör för rör. Lagringstankarna kan modelleras som kompletta blandnings-, pluggflödes- eller tvårumsreaktorer.

Den visuella nätverksredigeraren för EPANET förenklar processen att bygga rörnätsmodeller och redigera deras egenskaper. Dessa olika typer av för datarapportering används för att analysera nätverken, som inkluderar grafikvyer, tabellvyer och specialrapporter.

Hydraulisk simulering

Huvudförlust i rörsegment

EPANET hydraulikmotor beräknar huvudförluster längs rören genom att använda en av de tre formlerna:

  • Hazen-Williams formel: används för att modellera fullflödesförhållanden under förenklade förhållanden (turbulent flöde, temperatur runt 60 grader Fahrenheit och viskositet liknande vatten) https://www.epa.gov/water-research/epanet
  • Darcy-Weisbach- formel: används för att modellera trycksatt flöde under ett bredare utbud av hydrauliska förhållanden
  • Chezy-Mannings formel: används för att modellera trycksatt flöde genom att använda Chezys grovhetskoefficienter för Mannings ekvation

Eftersom ekvationen för rörsegmentets huvudförlust används inom nätverkslösaren, väljs formeln ovan för hela modellen.

Huvudflödeskurvor för pumpar

Inom EPANET modelleras pumpar med hjälp av en tryckhöjdskurva, som definierar förhållandet mellan hydraultrycket som tillförs systemet av pumpen och flödet som transporteras av pumpen. Modellen beräknar flödet som transporteras av pumpelementet för ett givet systemtryckläge baserat på denna kurva. EPANET kan också modellera en pump som en konstant effekttillförsel, vilket effektivt tillför en given mängd energi till systemet nedströms om pumpelementet.

Nätverkslösare

Nätverkshydrauliklösaren som används av EPANET använder "Gradientmetoden" som först föreslogs av Todini och Pilati, vilket är en variant av Newton-Raphson-metoden .

Simulering av vattenkvalitet

EPANET inkluderar förmågan att modellera vattenålder och förutsäga flödet av icke-reaktiva och, under förenklade förhållanden, reaktiva material. Denna förmåga används ofta för att förutsäga klorrester i vattendistributionssystem. Medan de interna simuleringsmöjligheterna för vattenkvalitet endast utvärderar förfall eller tillväxt av en enskild beståndsdel, finns en förlängning tillgänglig (EPANET-MSX), som möjliggör modellering av interaktioner mellan beståndsdelar.

EPANET Toolkit

EPANETs beräkningsmotor är tillgänglig för nedladdning som ett separat dynamiskt länkbibliotek för inkorporering i andra applikationer. Källkoden för EPANET 2 finns tillgänglig på EPA:s EPANET-webbplats.

2012 skrevs EPANET-verktygslådan, skriven i C, om i Java i en mer objektorienterad stil. Koden i Java är tillgänglig på GitHub: https://github.com/Baseform/Baseform-Epanet-Java-Library .

Kompatibilitet

EPANET använder ett binärt filformat, men inkluderar också möjligheten att importera och exportera data i filformaten dxf , metafil och ASCII. EPANETs ASCII-filformat kallas en indatafil inom EPANET och använder filtillägget ".inp". Indatafilen kan innehålla data som beskriver nätverkstopologi, vattenförbrukning och kontrollregler, och stöds av många gratis och kommersiella modelleringspaket.

Medan EPANET används som beräkningsmotor för de flesta modeller av vattendistributionssystem, utvecklas och underhålls de flesta modeller i hydrauliska modelleringspaket baserade på EPANETs beräkningsmotor. Några av de stora hydrauliska modelleringspaketen är:

  • InfoWorks WS Pro, InfoWater Pro och InfoWater , utvecklade av Innovyze [An Autodesk Company]
  • Qatium , utvecklat av Qatium
  • Fluidit Water , utvecklat av Fluidit
  • Pipe2000 , utvecklad av KYPipe, LLC
  • MIKE URBAN, utvecklad av DHI
  • WaterCAD, WaterGEMS, HAMMER och SewerCAD utvecklade av Bentleys Haestad Methods (Hydraulics & Hydrology) grupp.
  • WatDis, utvecklat av Transparent Blue
  • WaterNAM, Water Network Analysis Model, utvecklad av Streamstech Inc.
  • Giswater, programvara med öppen källkod utvecklad av Giswater Association
  • GISpipe , mjukvara som lätt kan användas för analys, design och drift av vattendistributionsnät integrerad med GIS-system utvecklat av Jinbosoft
  • Urbano Hydra , AutoCAD/Map3D/Civil3D applikationsprogramvara som används för hydraulisk beräkning, analys, design och drift av vattendistributionsnätverk. Integrerat med GIS-system och redo för BIM-arbetsflöden utvecklade av StudioARS Company
  • GeoSan , öppen källkod GIS-programvara för att hantera vattenledningar och konsumenter, utvecklad av NEXUS GeoEngenharia tillgänglig på www.softwarepublico.gov.br .
  • WateNET-CAD utvecklad av Diolkos3D.
  • Esurvey Water - utvecklad av { https://www.esurveying.net ], Utdatafilerna från EPANET kan användas för att generera LS och presenterbara slutritningar

De flesta av dessa applikationer tillåter flera efterfrågeförhållanden, planeringsscenarier och olika metoder för att integrera med andra datakällor som en byrå redan kan ha på plats som inte stöds i EPANET, såsom GIS, och stöder ytterligare typer av analyser som inte finns i EPANET. ESurvey Water är utvecklad för att skapa automatiskt utformade längsgående profiler och automatisk generering av de slutliga utsignalerna efter att den hydrauliska designen är klar i EPANET och annan programvara.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=EPANET&oldid=1113052036 "