Transiente Simulationen

Sowohl in Wasserkraftanlagen als auch in Wasserversorgungen sind geschlossene Systeme (Drucksysteme) vorhanden. Die Druckstossentwicklung und die Massenschwingungen im Wasserschloss lassen sich mit modernen Simulationsumgebungen vorhersagen. Diese Simulationen sind vor allem in Auslegungsprozessen wichtig. Zudem lassen sich bei einer bestehenden Anlage mittels Simulationsaufbau beispielsweise Schliess- und Öffnungszeiten und deren Folgen bezüglich Druckstossentwicklung und Massenschwingungen variieren und miteinander vergleichen. Durch Simulationen der ganzen Anfahr- und Schliessvorgänge einer hydroelektrischen Anlage oder eines Rohrleitungssystems können diese transienten Vorgänge optimiert werden.

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Die transienten Berechnungen werden mit Hilfe der Simulationsumgebung SimHydraulics (Programmpacket in Matlab-Simulink) durchgeführt. Die Simulationsmodelle werden dabei mit Hilfe einer Bibliothek von parametrisierbaren, hydraulischen Elementen grafisch aufgebaut. Dabei werden u.a. Strömungsverluste, Fluidträgheit, Fluidkompressibilität sowie Elastizität der Rohrleitungen berücksichtigt.

Eigenschaften der Druckstosssimulation:

  • Simulationen zeitlich veränderlicher Druck-, Volumenstrom- und Pegelschwankungen
  • für alle geschlossenen Systeme (Drucksysteme)
  • Vorhersage von Periodendauern, minimalen Überdeckungen (Lufteintritt) usw.
  • Anbinden und testen von Regelungen

Wir zeigen unseren Kunden in unserer Dokumentation aber auch auf, wo die Grenzen der transienten Simulationen liegen. Besonders sinnvoll ist die Validierung der Simulationsergebnisse anhand von transienten Messungen (Druckstossmessungen) in realen Anlagen.