SIC^2 : Logiciel de Simulation Intégrée des Canaux et de leur Contrôle

Simuler le fonctionnement d'un clapet avec un module WDLANG

David Dorchies — 2015-05-21T09:49:28Z

SIC ne comprend pas d'ouvrage ni de module de régulation de type "clapet", ouvrage qui ne permet au débit de couler que dans un seul sens. Pour modéliser ce type d'ouvrage, il faut programmer soi-même un module de régulation. C'est que ce tutoriel propose de faire à l'aide du module WDLANG.

Création du module et connexion aux ouvrages

En mode hydraulique, aller dans le menu outils > Module de régulation

Dans le fenêtre qui s'ouvre, cliquer sur « Nouveau », donner un nom au module, puis cliquer sur « Modifier » :

Dans la fenêtre d'édition des modules de régulation, ajouter un régulateur WDLANG en choisissant dans la liste déroulante en haut à droite :

Ajouter une variable de contrôle U en cliquant sur la première ligne du tableau et choisir l'ouverture d'une vanne où doit être placé le clapet :

Définir les paramètres de la variable de contrôle : pour un clapet, il faut utiliser une commande en mode absolu (i.e. la valeur envoyée par U sera égale à la valeur de l'ouverture) et on peut éventuellement définir Umin et Umax pour que ça corresponde à l'ouverture min et max de la vanne pour le cas où l'algorithme de régulation renverrait des valeurs en dehors de la plage.
Ensuite, il faut qu'on définisse les mesures hydrauliques qui vont nous permettre de commander le clapet. Je propose de mettre la cote amont dans la variable contrôlée (Y) et la cote aval dans la variable mesurée (Z).

Je mets Y et Z en absolu pour pouvoir comparer les cotes Z des deux sections.

Cliquer sur « Sélectionner ».

Sur le graph du réseau, une boite « WDLANG » doit être connectée à la vanne :

Ecriture du script de régulation

Ensuite, on peut lancer SIRENE et on va pouvoir écrire le script de régulation pendant la simulation.

Au lancement de SIRENE, on a une fenêtre qui s'ouvre avec un premier message :

On peut écrire notre code dans la fenêtre du module WDLANG :

Dans les tableaux U, Y et Z, on voit en temps réel respectivement, l'ouverture, la cote amont et la cote aval de la vanne.

La portion de code en WDLangage ci-dessus boucle sur tous les U et, pour chaque U, va ouvrir la vanne à 3 mètres si la cote amont est supérieure à la cote aval et fermer la vanne sinon. De cette façon, on peut ajouter d'autres clapets en rajoutant des lignes dans les U, Y et Z de la fenêtre d'édition des modules de régulation.

Il faut sauvegarder le script et le compiler avec les boutons ad hoc. Ensuite, si on clique sur Exécuter, le script mettra à jour la valeur de U.

Si on clique sur Continuer, cela va faire tourner la simulation jusqu'au temps défini par le champs "Prochaine pause (en nb de pas de temps)".

Paramètres de simulation et résultats

Voici un exemple où on voit fonctionner le clapet :

Ouverture de la vanne :

Cote amont du clapet :

Cote aval du clapet :

On remarque que le changement brusque d'ouverture de la vanne crée des instabilités numériques. Il faut faire le calcul en non linéaire en mettant 1 dans "Fréquence de calcul de la dérivée (Quasi-Newton)" des paramètres de calcul du transitoire :

Un autre point à signaler est que la commande d'ouverture du clapet s'effectue avec un pas de temps de retard sur les mesures. C'est-à-dire que le clapet se ferme si au pas de temps précédent le débit s'est mis à couler en sens inverse et ne se rouvre que si la cote amont et supérieure à la cote aval au pas de temps précédent. Il faut donc éventuellement diminuer le pas de temps de calcul si la fréquence d'ouverture/fermeture du clapet est importante.

Comment réaliser une simulation en régime transitoire (SIRENE)

David Dorchies — 2012-03-09T14:49:57Z

Pour réaliser un calcul en régime transitoire, il faut d'abord au minimum avoir pu réaliser un calcul en régime permanent ou un autre calcul en régime transitoire qui servira de condition initiale au calcul. De plus, le calcul servant de condition initiale devra avoir été réalisé avec le paramètre « Ecrire dans toutes les sections de calcul » coché. Ce paramètre est coché par défaut pour les paramètres du calcul permanent et est décoché par défaut pour les paramètres du calcul en transitoire.

Création d'un nouveau scénario ou d'une variante

Le calcul de cette nouvelle simulation sera réalisé soit dans un nouveau scénario, soit dans une variante du scénario servant de condition initiale. La première opération à réaliser dans l'explorateur de projet est donc au choix :

Dupliquer le scénario servant de condition initiale
Créer une nouvelle variante dans le scénario servant de condition initiale

Le calcul en régime transitoire nécessitant une condition initiale, il est important que les conditions limites et les paramètres du début de la simulation en transitoire soient compatibles avec la ligne d'eau initiale provenant d'un calcul précédent. Pour avoir cette garantie, il est conseillé de créer une variante dans le scénario où se trouve le calcul servant de condition initiale au calcul transitoire.

Importation de la condition initiale

Dans l'explorateur de projet, se placer sur la ligne du scénario ou de la variante où doit se faire le calcul en transitoire et cliquer sur le bouton « Importer C.I. » (C.I. = Condition Initiale). Choisir dans la liste des résultats présents, le résultats de calcul qui servira de condition initiale.

Une fois cette opération réalisée, le bouton « Calcul transitoire » devient actif.

Édition des évènements du calcul transitoire

L'utilisateur va ensuite entrer les modifications qui auront lieu sur le système au cours du temps (Variation des débits fournis ou prélevés, manœuvres aux ouvrages...). Ceci se fait par la saisie de lois fonction du temps.

Si les types de conditions aux limites ne changent pas entre le scénario permanent et le calcul en transitoire, il est conseillé de saisir directement dans le scénario permanent les lois fonction du temps. Le calcul en permanent sera réalisé sur le premier pas de temps uniquement et le calcul en transitoire situé dans une variante (qui ne contient aucune modification par rapport au scénario), va calculer à partir du deuxième pas de temps sur les données du scénario.

Paramètres du calcul

L'utilisateur devra définir les paramètres temporels de la simulation tel que présentés sur la page Paramètres de Temps. Il pourra aussi éventuellement modifier les paramètres du calcul transitoire et les paramètres d'écriture des résultats.

Lancement de la simulation

Suivre les instructions de la page Exécution d'un calcul en régime transitoire (SIRENE)

Comment réaliser une simulation en régime permanent (FLUVIA)

David Dorchies — 2012-03-08T21:34:06Z

Pour pouvoir réaliser une simulation en régime permanent, il faut d'abord avoir construit un réseau et lancer Talweg avec succès sur celui-ci.

Ensuite, il faut éditer un scénario hydraulique pour y entrer les données nécessaires pour réaliser une simulation en régime permanent. Pour se faire, ouvrir l'explorateur de projet, sélectionner le scénario créé par défaut ou créer un nouveau scénario, et cliquer sur le bouton "Éditer le scénario".

Les informations à saisir sont résumées sur la page de présentation des trois modes (géométrie, hydraulique, résultats).

Les informations minimum à saisir et l'exécution du logiciel de calcul (FLUVIA) sont décrites dans la page « Exécution d'un calcul en régime permanent (FLUVIA) ».

Si le calcul s'est bien passé, il est ensuite possible de visualiser les résultats.

Comment construire un réseau

David Dorchies — 2012-03-07T13:44:51Z

Lancer EdiSic à partir de l'icône du programme située sur le bureau Windows(r) ou dans le menu « Démarrer ».

Si un projet est déjà ouvert, créer un nouveau projet (Menu Fichier > Nouveau ou bouton ) et enregistrer le fichier au format XML.

Il est possible d'utiliser un fond de carte pour faciliter la saisie et la compréhension du réseau (Cf. Utilisation d'un fond de carte).

La première étape de création du réseau est de décrire sa topologie (càd. dessiner les nœuds et les biefs). Cette étape est décrite à la page Création d'un réseau (nœuds et biefs).

Ensuite, il faut décrire la géométrie des nœuds et des biefs :

La géométrie des nœuds consiste uniquement à décrire le casier éventuel placé dans le nœud (cf. Description d'un nœud et d'un casier).
La géométrie des biefs consiste à décrire les sections présentes dans chacun des biefs (cf. Création des sections et description des profils en travers).

A chaque enregistrement du fichier, si le réseau comporte des incohérences, le logiciel invite à visualiser et corriger celles-ci (cf. Gestion des incohérences du réseau).

Une fois que l'on a obtenu un réseau cohérent on peut lancer le maillage du réseau (cf. Exécution du mailleur (Talweg)).