Simulations InfoWorks TS (Transient System)

Remarque :

Les coups de bélier, également appelés surpressions, sont des fluctuations de pression causées par une variation de la vitesse d’un fluide. Ce phénomène peut être dû au démarrage et à l’arrêt de pompes, ou à l’ouverture et à la fermeture de vannes, par exemple. Pour en savoir plus, voir la rubrique Conseiller en coups de bélier.

Les simulations InfoWorks TS permettent d’analyser les pressions et les débits dans le cadre de surpressions modélisées à certains emplacements du réseau.

Les phénomènes de surpression dus à un changement dans le fonctionnement des stations de pompage ou des vannes, ou à un changement soudain de la demande au niveau d’un nœud peuvent être modélisés. Ces simulations peuvent également être utilisées pour évaluer les effets des dispositifs de protection contre les coups de bélier sur le système.

Remerciements : le module InfoWorks TS utilise le moteur KYPipe Surge copyright © Dr Don J. Wood, Dr Srini Lingireddy, Lexington, Kentucky. États-Unis. Tous droits réservés. Pour en savoir plus, voir la page Web KYPipe.

Champs de données de modélisation des coups de bélier

Les données de modélisation des coups de bélier sont stockées dans les données de contrôle. Lorsque des données de contrôle sont ajoutées à un objet réseau, des onglets de surpression supplémentaires s’affichent sur les feuilles de propriétés des objets suivants :

En outre, des valeurs de célérité de l’onde doivent être définies pour tous les liens du réseau.

Sur le GeoPlan, les objets pour lesquels des paramètres de surpression ont été définis sont accompagnés du symbole .

Régulateur PID

Lors de la modélisation de stations de pompage ou de vannes en tant que régulateurs PID, la forme de vitesse de l’équation PID est utilisée pour calculer le changement de position du régulateur d’un temps d’échantillonnage à l’autre.

L’entrée de contrôle à l’instant (t) est calculée comme suit :

où :

Kc  = gain (proportionnel) du contrôleur

Ti  = temps intégral

Td  = temps différentiel

Ts  = temps d’échantillonnage (spécifié dans la boîte de dialogue Options InfoWorks TS)

e(t) = signal d’erreur de l’objet de contrôle

La mise en place d’un régulateur PID pour les vannes de contrôle nécessite des connaissances spécialisées et des informations sur la vanne en question (Ku, « gain critique » et Tu « période d’oscillation à la limite de stabilité »). Pour en savoir plus, consultez les deux articles suivants :

  1. J. G. Ziegler et N. B. Nichols, « Optimum settings for automatic controllers ». Trans Amer. Soc. Mech. Eng., vol. 64, pp. 759–768, 1942
  2. Anthony S. McCormack et Keith R. Godfrey, « Rule-Based Autotuning Based on Frequency Domain Identification », IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, VOL. 6, NO. 1, JANUARY 1998

Modélisation de la demande liée à la pression et de l’intrusion

Les paramètres de calcul de la demande liée à la pression et de l’intrusion peuvent être définis dans la boîte de dialogue Options InfoWorks TS lors de la planification d’une exécution de surpression.

Activez la demande liée à la pression pour permettre aux demandes de répondre aux variations de pression au sein du réseau ; sinon, la demande restera constante pendant la simulation de la surpression.

Lorsque la demande liée à la pression est activée, les paramètres de calcul de l’intrusion peuvent également être spécifiés. L’intrusion d’eaux souterraines contaminées via des joints non étanches ou des fissures dans les canalisations peut potentiellement être causée par des pressions extrêmement basses ou négatives dans le réseau. InfoWorks TS propose deux méthodes pour estimer le volume d’intrusion :

Le volume d’intrusion estimé est présenté dans la vue tabulaire Résultats des nœuds.

Pour en savoir plus, voir les rubriques Boîte de dialogue Options InfoWorks TS et Champs de données Résultats des nœuds.

Conseils de modélisation

Lors de la définition d’un réseau pour une simulation de surpression, suivez les recommandations ci-dessous :

Configuration d’une simulation InfoWorks TS :

  1. Configurez la simulation en fonction de la description figurant dans la rubrique Création et planification d’une exécution.
  2. Définissez l’option Type d’exécution sur InfoWorks TS. La boîte de dialogue Options InfoWorks TS s’affiche automatiquement lorsque vous sélectionnez cette option pour la première fois. La boîte de dialogue peut également être ouverte ultérieurement à l’aide du bouton Options lorsque le type d’exécution InfoWorks TS est utilisé.
  3. Définissez les critères dans la boîte de dialogue Options InfoWorks TS.
  4. Exécutez la simulation normalement.

Résultats de la simulation InfoWorks TS

L’exécution TS peut contenir trois simulations :

Il est possible de n’exécuter que les simulations hydrauliques en cochant l’option Exécuter uniquement la simulation hydraulique dans la boîte de dialogue Options InfoWorks TS.

Les résultats des simulations de surpression sont disponibles pour les vannes et les stations de pompage pour lesquels la modélisation des coups de bélier est activée, ainsi que pour les nœuds pour lesquels la modélisation des dispositifs de protection contre les coups de bélier est activée. Les résultats peuvent être visualisés de la même manière que les résultats d’une simulation hydraulique.

Vous pouvez enregistrer un fichier .PRO de l’animateur de coup de bélier à partir d’un profil en long de simulation de surpression et l’ouvrir dans le module Animateur de coup de bélier.

Pour en savoir plus sur les résultats relatifs aux surpressions, voir la section Champs de données Résultats.

Validation

Certaines restrictions de modélisation qui s’appliquent aux objets réseau lors d’une simulation de surpression ne s’appliquent pas lors d’une simulation hydraulique normale.

La validation du réseau et le contrôle visant à vérifier que ces restrictions sont respectées sont effectués lors de la planification de l’exécution dans la vue Planifier l’exécution hydraulique. Des messages d’erreur et d’avertissement s’affichent dans la section Messages sur la configuration des paramètres de la vue.

Un même message de validation peut s’appliquer à un grand nombre d’objets ; pour chaque message, InfoWorks WS Pro indique le nombre d’objets auquel le message s’applique et les ID des dix premiers objets.

Le tableau ci-dessous répertorie les messages de validation qui peuvent s’afficher pour une simulation de surpression.

Signale une erreur : l’exécution de la simulation est impossible tant que l’erreur n’a pas été corrigée.

Signale un avertissement - à titre d’information ; la simulation s’exécute, mais une action peut être nécessaire.

Message de validation Raison Gravité
Aucune licence disponible pour InfoWorks TS La fonctionnalité InfoWorks TS (Transient System) n’est disponible que si l’option InfoWorks TS est activée sur votre licence. Contactez Autodesk pour en savoir plus sur l’ajout de cette option à votre licence.
Nombre de nœuds InfoWorks TS = < nombre de nœuds> ; la licence autorise <nombre de nœuds autorisés> Le nombre de nœuds présents dans le réseau dépasse le nombre autorisé dans les options activées pour votre licence. Pour en savoir plus sur les options de licence, contactez Autodesk.
Nombre de liens InfoWorks TS = <nombre de liens> ; la licence autorise <nombre de liens autorisés> Le nombre de liens présents dans le réseau dépasse le nombre autorisé dans les options activées pour votre licence. Pour en savoir plus sur les options de licence, contactez Autodesk.
l’heure du test n’est pas comprise entre les heures de début/fin du test hydraulique L’heure de début de la simulation de surpression spécifiée dans la boîte de dialogue Options InfoWorks TS se situe avant l’heure de Début ou après l’heure de Fin définie dans la section Paramètres d’exécution de la vue Planifier l’exécution hydraulique.
célérité non spécifiée La célérité de l’onde n’a pas été spécifiée sur un ou plusieurs liens.

Station de pompage/vanne : les nœuds sont associés à de la demande

De la demande est attribuée au nœud situé en amont ou en aval d’une station de pompage ou d’une vanne.
Station de pompage/vanne : les nœuds comportent plusieurs liens

Une station de pompage ou une vanne pour laquelle la modélisation des coups de bélier est activée possède plusieurs liens en amont ou en aval.

Les objets sur lesquels la modélisation des coups de bélier est activée ne doivent comporter qu’un seul lien en amont et un seul lien en aval.

>1 pompe dans une station de pompage Plusieurs pompes sont associées à une ou plusieurs stations de pompage du réseau.
pompes en mode débit Le Mode de contrôle d’une ou plusieurs stations de pompage du réseau est défini sur Débit.
courbe de la pompe non spécifiée ou manquante L’ID de la courbe de pompage d’une pompe située dans une station de pompage n’existe pas ou n’a pas été spécifié.
borne d'incendie ouverte Un ou plusieurs nœuds de borne d’incendie du réseau sont ouverts.
demande au niveau du SPD Une demande est également attribuée à un ou plusieurs nœuds sur lesquels un dispositif de protection contre les coups de bélier est défini.
le SPD ne doit comporter que deux conduites ouvertes Un ou plusieurs nœuds, auxquels un dispositif de protection contre les coups de bélier est associé, sont connectés à plus de deux liens.
le nœud dépasse 10 liens Un ou plusieurs nœuds du réseau sont connectés à plus de 10 liens.
transfert de débit entrant + option CLP Le contrôle de débit a été appliqué à un nœud d’import/export et l’option Demande liée à la pression de la boîte de dialogue Options InfoWorks TS a été cochée.
aucun SPDS Aucun des nœuds du réseau n’est équipé d’un dispositif de protection contre les coups de bélier.
aucune demande de surpression Aucune demande de surpression n’est définie pour aucun des nœuds du réseau.
aucune vanne active La modélisation des coups de bélier n’est activée pour aucune des vannes du réseau.
aucune surpression de station de pompage La modélisation des coups de bélier n’est activée pour aucune des stations de pompage du réseau.
contrôle manquant pour les nœuds Aucune donnée de contrôle n’est associée à un ou plusieurs nœuds du réseau.
contrôle manquant pour les vannes Aucune donnée de contrôle n’est associée à une ou plusieurs vannes du réseau.
contrôle manquant pour les pompes Aucune donnée de contrôle n’est associée à une ou plusieurs pompes du réseau.
tracé de la pression minimale >= tracé de la pression maximale La valeur indiquée dans le champ Tracer la pression minimale de la boîte de dialogue Options InfoWorks TS est supérieure à la valeur spécifiée dans le champ Tracer la pression maximale. Cela peut entraîner des irrégularités dans le tracé du graphique de progression pendant la simulation de la surpression.
Sujet parent : À propos des simulations