Simulationen

Bei der Verarbeitung von Simulationen wird mit InfoWorks WS Pro das Konzept eines Laufs eingeführt. Läufe werden innerhalb von Laufgruppen in der Datenbank erstellt.

Ein Lauf besteht aus:

Eine Echtzeitdatenkonfiguration kann mithilfe des Dialogfelds Echtzeitdaten zuordnen mit einem Lauf verknüpft werden.

Weitere Informationen finden Sie unter "Erstellen und Planen eines Laufs".

Spezielle Lauftypen

In den meisten Fällen wählen Sie Normal als Lauftyp aus, wenn Sie den Lauf planen. Es stehen jedoch verschiedene Arten von Sonderläufen zur Verfügung:

Transientenratgeber

Zusätzlich zu den oben aufgeführten Ausführungstypen können weitere Ergebnisse berechnet werden, die potenzielle Standorte mit hohem transienten Druck angeben.

Um diese zusätzlichen Ergebnisse des Transientenratgebers als Teil des Laufs zu erzeugen, wählen Sie die Option Hinweise zu hydraulischen Transienten im Dialogfeld Simulationsoptionen.

Weitere Informationen finden Sie im Thema Transientenratgeber.

Wasserpreis

Berechnungen der Wasserkosten können in einen Lauf einbezogen werden. Fügen Sie einfach Daten für die Wasserkosten zu den Eigenschaften der Rohrsteuerung hinzu (auf der Seite Rohrsteuerung). Diese Option ist für jeden Lauftyp verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter Wasserpreis.

Druckbezogener Bedarf

InfoWorks WS Pro berechnet den Bedarf normalerweise ohne Bezug auf den Ist-Druck an einem Knoten. Ein Lauf zum druckbezogenen Bedarf ermöglicht, dass der Bedarf mit sich änderndem Druck an Knoten variiert. Weitere Informationen finden Sie unter Druckbezogener Bedarf. Diese Option sollte mit Vorsicht verwendet werden.

Getrenntes System

Es ist möglich, einen Lauf mit getrennten Netzen durchzuführen, d. h. mit einem Modell, das mehr als ein nicht verknüpftes Netzsegment enthält, solange alle Segmente eine Methode zur Berechnung der Energiehöhe enthalten. Dies bedeutet, dass jedes Segment einen Reservoirknoten oder einen Knoten mit konstantem Wasserspiegel enthalten muss. Weitere Informationen finden Sie unter Modellieren eines getrennten Systems.

Teilnetzlauf

Sie können einen Lauf nur für ein ausgewähltes Teilnetz auszuführen, indem Sie bei der Planung des Laufs eine Auswahlliste einfügen. Nur Objekte aus der Auswahlliste werden in die Simulation einbezogen. Weitere Informationen finden Sie unter Modellieren eines Teilnetzes.

Kostenmanagement

Die Optimierung von Pumpstationen kann für einen normalen Lauftyp durchgeführt werden. Mit einem Optimierungslauf können optimale Pumppläne ermittelt werden, um die Stromkosten für eine Auswahl von Pumpstationen zu senken. Weitere Informationen finden Sie unter Kostenmanagement-Simulationen.

Nachhaltigkeit

Berechnungen, um Energieverluste im Netz und an Pumpstationen verbrauchte Energie als CO2-Äquivalent auszudrücken, können in einen Lauf aufgenommen werden. Diese Option ist für jeden Lauftyp verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter Nachhaltigkeitsanalyse.

Allgemeiner Mehrfachlauf

Mit einem allgemeinen Mehrfachlauf können Sie eine Simulation einrichten, die mehrere Testfälle ausführt. Siehe Dialogfeld "Allgemeiner Mehrfachlauf – Optionen" und Dialogfeld "Allgemeiner Mehrfachlauf – Konfiguration".

Anfangszustand

Der Zustand eines Netzes während einer Simulation kann gespeichert werden, um ihn als Anfangszustand für eine nachfolgende Simulation zu verwenden.

Um den Zustand einer Simulation zu speichern, aktivieren Sie die Option Status dieser Simulation speichern im Dialogfeld Simulationsstatus.

Um den gespeicherten Zustand einer früheren Simulation als Anfangsbedingungen für die aktuelle Simulation zu verwenden, wählen Sie eine Anfangszustandssimulation und die gespeicherte Zustandszeit in der Ansicht Hydraulischen Lauf planen aus.

Der Simulationsprozess

InfoWorks WS Pro simuliert das Verhalten eines Wasserversorgungssystems durch Lösen mehrerer aufeinanderfolgender stationärer Zustände (Zeitschritte) unter Berücksichtigung aller Änderungen der Randbedingungen im Laufe der Zeit, z. B. Schwankungen des Wasserverbrauchs und des Wasserspiegels in Reservoiren und Wassertürmen, des Ein-/Aus-Zustands von Pumpen, des Ventilbetriebs, der Änderungen der Bedarfe.

Validitätsprüfungen

Als Nächstes prüfen Sie, ob die Modelldaten sinnvoll sind. Die InfoWorks WS Pro-Engine prüft die Daten vor einer Berechnung. In den Modelldaten können weiterhin Fehler vorhanden sein, die nicht von den Validierungsverfahren abgefangen wurden. Diese Verfahren behandeln keine Echtzeitdaten oder die Beziehung zwischen den verschiedenen Datentypen, aus denen der Lauf besteht.

Weitere Informationen zu Warnungen und Fehlermeldungen, die bei Laufzeitvalidierungsprüfungen angezeigt werden können, finden Sie unter Laufzeitmeldungen.

Anfangszustand

Nachdem die Gültigkeit der Daten geprüft wurden, definiert InfoWorks WS Pro den Anfangszustand des Systems.

Wenn in der Ansicht Hydraulischen Lauf planen eine Anfangszustandssimulation ausgewählt wurde, wird der Anfangszustand des Systems anhand der ausgewählten Simulation festgelegt.

Wenn keine Anfangszustandssimulation ausgewählt wurde, wird der Anfangszustand des Systems anhand der Steuerungsdaten festgelegt. Alle Steuerungen, für die keine Steuerungsdaten definiert wurden, erhalten Vorgaben:

InfoWorks WS Pro zeigt diese Einstellungen im Ausgabefenster und in den Protokollergebnissen an. Die Simulation beginnt mit der Berechnung des Bedarfs für das Startdatum und die Startzeit.

Lösung eines stationären Zustands

InfoWorks WS Pro löst jeden stationären Zustand im Wasserversorgungssystem, indem es die verbesserte knotenorientierte Methode anwendet, die durch langjährige Erfahrung perfektioniert und optimiert wurde.

Jede Verbindung verfügt über eine Gleichung, die den Volumenstrom mit dem Druckverlust in Beziehung setzt. Die knotenorientierte Methode ist ein iteratives Schema, mit dem versucht wird, diese Gleichungen für Volumenströme in und aus jedem Knoten zu lösen, wobei der Volumenstrom innerhalb der Toleranz liegt, die im Feld Berechnungsgenauigkeit in der Ansicht Hydraulischen Lauf planen festgelegt ist. Es wird empfohlen, die Toleranz auf ca. 1 % des durchschnittlichen Modellzuflusses festzulegen.

Während des Vorgangs zeigt InfoWorks WS Pro Ausgabemeldungen an. Diese werden auch in den Protokollergebnissen für die Simulation aufgeführt. In diesen Meldungen wird Folgendes beschrieben:

Berechnungsfehler

Es ist möglich, dass die Engine nicht zu einer Lösung konvergiert. InfoWorks WS Pro beendet die Berechnung nach der maximalen Anzahl von Iterationen, die in der Ansicht Hydraulischen Lauf planen festgelegt wurde. Der Vorgabewert ist 99 Iterationen. Wenn keine Lösung erreicht wird, zeigt InfoWorks WS Pro eine Warnung an und fährt vorgabemäßig mit dem Lauf fort (die Option zum Anhalten des Laufs nach einem fehlgeschlagenen Snapshot kann im Dialogfeld Simulationsoptionen eingestellt werden). Diese Warnung wird auch in den Protokollergebnissen für die Simulation aufgeführt.

Das Integrationsschema

InfoWorks WS Pro geht davon aus, dass sich das System während des gesamten Zeitschritts in einem stabilen Zustand befindet. Am Ende jedes Zeitschritts führt InfoWorks WS Pro die folgenden Schritte aus:

InfoWorks WS Pro sorgt dafür, dass der Zeitschritt während der gesamten Simulation konstant bleibt. Der Benutzer kann den Zeitschritt verringern, um eventuell auftretende Ungenauigkeiten zu reduzieren. Der Vorteil eines festen Zeitschritts bei großen und komplexen Systemen besteht darin, dass die Simulation innerhalb angemessener Grenzen hinsichtlich Rechenzeit und Größe bleibt.

Simulationen mit ausgecheckten Netzen

Sie können Simulationen mit ausgecheckten Netzen durchführen, wenn Sie Modellierungsszenarien testen möchten, bevor Sie Netzänderungen in der Datenbank speichern.