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RiverFlow2D Plus Modello idraulico 2D a griglia irregolare ai Volumi Finiti 
Mauro Nalesso, PhD IDRAN Srl / FLO-2D Europe
© IDRAN 2012. All rights reserved 
Novità e Lavori in corso 
RiverFLO-2D Plus 
Componente di Ponti e Paratoie 
Trasporto d...
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Modulo di Trasporto di Sedimenti Modulo di Trasporto di Contaminanti Componente per Pon...
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•Idrodinamica fluviale e costiera a dettaglio 
•Inondazioni golenali ed urbane 
•Analis...
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Approssimazione 2D per acque poco profonde
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Griglia Flessibile
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Motore Numerico 
•Discretizzazione spaziale utilizzando elementi triangolari per adatta...
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Generazione della Griglia 
•Generazione automatica della griglia di celle flessibili tr...
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ArgusONE 
•Argus Open Numerical Environment 
•Generatore di griglie di Elementi Finiti ...
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Condizioni Iniziali e di Contorno 
Condizioni Iniziali 
–Fondo asciutto 
–Superficie id...
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Componenti Idrauliche 
•Calcoli di tombini utilizzando le formule della USA Federal Hig...
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Dati Necessari 
•Topografia 
- Elevazione del terreno per 
aree golenali, canali,argini...
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Formato dei Dati 
•Sistema Metrico ed Inglese 
•ASCII X, Y, Z 
•ESRI ASCII grid files 
...
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Visualizzazione dei Risultati 
•Sezioni trasversali, profili e punti di osservazione 
•...
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Visualizzazione Dinamica 
•Visualizzazione statica e dinamica su Google Earth (KML, KMZ...
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Scale di Deflusso 
•Relazione Tirante-Portata 
•Lungo una polilinea (contorno artificia...
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Nuova Componente per Ponti e Paratoie 
Geometrie Complesse 
Allineamento arbitrario 
Fl...
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Perché la Idraulica di Ponti in 2D? 
•L’acqua può defluire da diverse percorsi e con di...
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Verifiche 
RiverFlow2D vs Dati sperimentali ed HEC-RAS
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Flusso a Pelo Libero 
Verifiche 
Q(m3/h) DATA RiverFlow2D RiverFlow2D HEC-RAS HEC-RAS 
...
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Q(m3/h) DATA RiverFlow2D RiverFlow2D HEC-RAS HEC-RAS 
Bridge Depth Depth Error Depth Er...
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Paratoie
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capacità 
DATI 
•Elevazione della cresta Zc 
•Hparatoia 
•Ha serie temporale 
•Allineam...
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Flusso di Lavoro 
•Aprire il GUI (Argus ONE) 
•Creare un nuovo progetto RiverFLO-2D PLU...
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•Formulazioni reologiche in fase unica 
•Fanghi Non-Newtoniani basati nelle relazioni d...
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Colate Detritiche e di Fango
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Colate Detritiche e di Fango
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Trasporto di Sedimenti 
•Modifiche del alveo (erosione- deposizione) 
•Calcoli di sedim...
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Trasporto di Contaminanti 
•Avvezione 
•Dispersione 
•Reazione 
•Multipli contaminanti ...
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RiverFlow2D Plus Rome_24/10/2014

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This presentation was part of the Free Workshop “2D Hydraulics Simulations using RiverFlow2D Plus” Held in Rome on October 24th by IDRAN Srl in collaboration with Hydronia

Published in: Engineering
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RiverFlow2D Plus Rome_24/10/2014

  1. 1. RiverFlow2D Plus Modello idraulico 2D a griglia irregolare ai Volumi Finiti Mauro Nalesso, PhD IDRAN Srl / FLO-2D Europe
  2. 2. © IDRAN 2012. All rights reserved Novità e Lavori in corso RiverFLO-2D Plus Componente di Ponti e Paratoie Trasporto di Sedimenti (ST) Colate Detritiche e di Fango(MD) Trasporto di Contaminanti (PL)
  3. 3. © IDRAN 2014. All rights reserved Modulo di Trasporto di Sedimenti Modulo di Trasporto di Contaminanti Componente per Ponti e Briglie Più velocità di Calcolo Dispersione di Idrocarburi Dispersione di Idrocarburi con relazioni velocità-temperatura Modello Idrologico (pioggia variabile nello spazio, infiltrazione: GA, CN, Horton) Sforzi di vento RiverFlow2D cloud
  4. 4. © IDRAN 2014. All rights reserved •Idrodinamica fluviale e costiera a dettaglio •Inondazioni golenali ed urbane •Analisi di sormonto arginale •Trasporto di sedimenti •Erosione e deposizione •Colate Detritiche •Bacini di decantazione •Trasporto di contaminante •GIS-GUI
  5. 5. © IDRAN 2014. All rights reserved Approssimazione 2D per acque poco profonde
  6. 6. © IDRAN 2014. All rights reserved Griglia Flessibile
  7. 7. © IDRAN 2014. All rights reserved Motore Numerico •Discretizzazione spaziale utilizzando elementi triangolari per adattamento flessibile della griglia. •Motore di Volumi Finiti di alta prestazione per una conservazione di volume virtualmente perfetta. •Bagnato-Asciutto •Flusso supercritico e subcritico •Parallelizzazione totale utilizzando OpenMP per massima accelerazione in Multiple-Core PC •Versione GPU per simulazioni fino a 85X più veloci utilizzando schede grafiche GPU.
  8. 8. © IDRAN 2014. All rights reserved Generazione della Griglia •Generazione automatica della griglia di celle flessibili triangolari •Raffinamento della griglia su poligoni, polilinee e punti •Informazioni sulla qualità della griglia •Metodi di interpolazione spazialmente variabile: –Triangolare (TIN) –Distanza Inversa Ponderata –Nearest neighbor –Sampling –Media/max/min over cells
  9. 9. © IDRAN 2014. All rights reserved ArgusONE •Argus Open Numerical Environment •Generatore di griglie di Elementi Finiti •Raffinamento della griglia •Layer Multipli •Operazioni tra layer •GIS I/O •Visualizzazione di risultati
  10. 10. © IDRAN 2014. All rights reserved
  11. 11. © IDRAN 2014. All rights reserved Condizioni Iniziali e di Contorno Condizioni Iniziali –Fondo asciutto –Superficie idrica Condizioni al contorno –Idrogrammi –Flusso Uniforme –Flusso Libero –Superficie Idrica
  12. 12. © IDRAN 2014. All rights reserved Componenti Idrauliche •Calcoli di tombini utilizzando le formule della USA Federal Highway Administration formulation •Forze di trascinamento delle pile dei ponti •Ponti •Paratoie •Strutture Idrauliche Interne •Sorgenti e prelievi •Pioggia ed Evaporazione
  13. 13. © IDRAN 2014. All rights reserved Dati Necessari •Topografia - Elevazione del terreno per aree golenali, canali,argini; •Idrologia –Idrogrammi di ingresso. •Uso del suolo / Scabrezza del Terreno (n di Manning) •Strutture Idrauliche –Localizzazione (X,Y) –Sezione trasversale (circular, box) –Larghezza e Lunghezza –Caratteristiche di ingresso ed uscita.
  14. 14. © IDRAN 2014. All rights reserved Formato dei Dati •Sistema Metrico ed Inglese •ASCII X, Y, Z •ESRI ASCII grid files •USGS DEM •ESRI Shape files: poligoni, punti e linee •Autodesk DXF •TIFF, GIF, BMP raster •Dati importati da HEC-RAS Geometry files
  15. 15. © IDRAN 2014. All rights reserved Visualizzazione dei Risultati •Sezioni trasversali, profili e punti di osservazione •Grafici dinamici durante le simulazioni •Velocità e superficie idrica massima •Tirante e velocità •Numero di Froude •Tensione di fondo •Idrogramma di sedimenti • ESRI Shape files •Autodesk DXF: campi di velocità e griglia •Visualization Toolkit vtk: Paraview • elementi di pos-processamento GIS: –Shape files ed immagini raster –Campi di tirante e velocità –Superficie Idrica –Tensione di fondo –Erosione e deposizione –Mappe di pericolosità
  16. 16. © IDRAN 2014. All rights reserved Visualizzazione Dinamica •Visualizzazione statica e dinamica su Google Earth (KML, KMZ) •Animazioni in formato WMV •Plot/Animazioni per sezioni trasversali, profili e punti di osservazione.
  17. 17. © IDRAN 2014. All rights reserved Scale di Deflusso •Relazione Tirante-Portata •Lungo una polilinea (contorno artificiale) •Inconvenienti –Calcoli esterni –Può essere incompatibile con flussi bidimensionali –Problemi in caso di controllo all’ uscita o sommersione
  18. 18. © IDRAN 2014. All rights reserved Nuova Componente per Ponti e Paratoie Geometrie Complesse Allineamento arbitrario Flusso a pelo libero Flusso a pressione Sormonto Combinazione tra flusso a pressione e sormonto
  19. 19. © IDRAN 2014. All rights reserved Perché la Idraulica di Ponti in 2D? •L’acqua può defluire da diverse percorsi e con diverse direzioni
  20. 20. © IDRAN 2014. All rights reserved Verifiche RiverFlow2D vs Dati sperimentali ed HEC-RAS
  21. 21. © IDRAN 2014. All rights reserved Flusso a Pelo Libero Verifiche Q(m3/h) DATA RiverFlow2D RiverFlow2D HEC-RAS HEC-RAS Bridge Depth Depth Error Depth Error Rect 1 9.20 5.70 5.20 8.77 6.06 6.32 Rect 2 9.20 4.20 4.36 3.81 4.78 13.81 Rect 2 14.80 6.00 5.91 1.50 6.52 8.67 T 5.80 3.20 3.27 2.19 3.49 9.06 T 8.20 4.00 3.98 0.50 4.29 7.25 Arch 5.80 5.00 5.03 0.60 5.82 16.40
  22. 22. © IDRAN 2014. All rights reserved Q(m3/h) DATA RiverFlow2D RiverFlow2D HEC-RAS HEC-RAS Bridge Depth Depth Error Depth Error Rect1 12.8 7.5 6.54 12.80 8.39 11.87 T 15.9 6.5 6.09 6.31 6.87 5.69 Rect3 5.9 4.3 4.47 3.95 5.29 23.02 Arch 8.26 5 5.65 13.00 8.38 67.60 Flusso a Pressione Verifiche
  23. 23. © IDRAN 2014. All rights reserved
  24. 24. © IDRAN 2014. All rights reserved
  25. 25. © IDRAN 2014. All rights reserved Paratoie
  26. 26. © IDRAN 2014. All rights reserved capacità DATI •Elevazione della cresta Zc •Hparatoia •Ha serie temporale •Allineamento arbitrario •Flusso a pelo libero •Sormonto Paratoie
  27. 27. © IDRAN 2014. All rights reserved
  28. 28. © IDRAN 2014. All rights reserved Flusso di Lavoro •Aprire il GUI (Argus ONE) •Creare un nuovo progetto RiverFLO-2D PLUS (PIE Menu) •Importare la topografia •Definire il dominio di calcolo •Definire le CC e le CI •Manning •Generare la griglia •Esportare la mesh data •Inserire i parametri di controllo utilizzando il programma di ingresso dati di RiverFLO-2D •Avviare il modello •Visualizzare i risultati.
  29. 29. © IDRAN 2014. All rights reserved •Formulazioni reologiche in fase unica •Fanghi Non-Newtoniani basati nelle relazioni di Bingham •Flussi granulari •Simulazione di bacini di decantazione Colate Detritiche e di Fango
  30. 30. © IDRAN 2014. All rights reserved Colate Detritiche e di Fango
  31. 31. © IDRAN 2014. All rights reserved Colate Detritiche e di Fango
  32. 32. © IDRAN 2014. All rights reserved Trasporto di Sedimenti •Modifiche del alveo (erosione- deposizione) •Calcoli di sedimenti di fondo ed in sospensione per frazioni •Formule: –Meyer-Peter & Muller –Ashida –Engelund-Hansen –Fernandez –Parker fit to Einstein –Smart –Nielsen –Wong –Camenen-Larson •Massima profondità di erosione
  33. 33. © IDRAN 2014. All rights reserved
  34. 34. © IDRAN 2014. All rights reserved
  35. 35. © IDRAN 2014. All rights reserved
  36. 36. © IDRAN 2014. All rights reserved Trasporto di Contaminanti •Avvezione •Dispersione •Reazione •Multipli contaminanti •Sorgenti •Cariche di ingresso
  37. 37. © IDRAN 2014. All rights reserved
  38. 38. © IDRAN 2014. All rights reserved
  39. 39. © IDRAN 2014. All rights reserved
  40. 40. © IDRAN 2014. All rights reserved http://www.idran.net info@idran.net

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