Peculiarità dei Modelli Matematici

Le metodologie numeriche alla base dei modelli matematici sono fra le più recenti e variano, a seconda dei casi, dalle differenze finite, agli elementi finiti e ai "boundary-elements", ai metodi della programmazione lineare e non lineare. La differenziazione riscontrabile nelle metodologie numeriche utilizzate deriva dalla ricerca di applicare, ove possibile, lo strumento di calcolo più appropriato per la risoluzione dei problemi reali, che appaiono a loro volta così diversi nei loro caratteri fondamentali. A questo proposito, in numerosi casi il settore di ricerca della CREA ha sviluppato algoritmi numerici di tipo innovativo:

• modello di ottimizzazione della progettazione delle reti in pressione SuperNet con l'utilizzo combinato di tre diversi modelli matematici, il simulatore della rete, il modello per la determinazione delle traiettorie caratteristiche dei flussi e il modello di programmazione lineare;

• modello di ottimizzazione della gestione delle reti in pressione WatMan con l'utilizzo combinato di due diversi modelli matematici, il simulatore della rete e il modello di programmazione lineare;

• modello bidimensionale idrodinamico nelle baie e lagune con il metodo degli elementi finiti a due livelli semimplicito FEMH;

• modello bidimensionale dispersivo nelle reti a deflusso superficiale con il metodo degli elementi finiti e delle caratteristiche modificato FEMD;
• modello unidimensionale idrodinamico nelle reti a deflusso superficiale con il metodo degli elementi finiti e delle caratteristiche modificato FlowNet;

• modello unidimensionale dispersivo nelle reti a deflusso superficiale con il metodo degli elementi finiti e delle caratteristiche modificato DisNet.

I modelli proposti, proprietà esclusiva della società CREA, hanno dimostrato uno stupefacente accordo con i dati sperimentali nella simulazione dei processi idrodinamici e un incomparabile risparmio di risorse nei processi di ottimizzazione.

Peculiarità degli Interfaccia Grafici

Per la gestione delle informazioni relative ai sistemi fisici di interesse è stato utilizzato, come base di sviluppo, un programma leader nel settore CAD, Microstation PC, integrato da apposite procedure atte a facilitare, quanto più possibile, le operazioni di acquisizione dei dati e di interpretazione dei risultati forniti dai modelli. L'interfaccia grafico costituisce anche un sistema geografico territoriale completo GIS, dove i singoli elementi grafici della rete sono dotati di attributi gestiti direttamente dal modello, comprendenti, a loro volta, puntatori ad eventuali banche dati esterne, gestite autonomamente dall'utente.

Nella predisposizione del preprocessore grafico ai modelli matematici è stata ritenuta fondamentale l'esigenza di garantire un agevole dialogo operatore-sistema, in modo da poter facilmente intervenire nell'aggiornamento dei dati relativi alla rete. Inoltre il sistema proposto è in grado di raccogliere le informazioni provenienti dagli strumenti di misura collocati nella rete acquedottistica al fine di consentire la simulazione della rete in tempo reale nelle diverse condizioni di funzionamento (SCADA) e di inviare agli stessi le manovre ottimali determinate con il modello di gestione. Infine, con la tecnologia dei file "Reference", sono stati ridotti al minimo i tempi di accesso alle informazioni territoriali, visualizzate selettivamente in corrispondenza a determinati livelli di rappresentazione, ed è stata resa possibile la consultazione complessiva dell'intero comprensorio senza generare per questo insopportabili appesantimenti nelle procedure di visualizzazione. Alcune delle numerose novità che il settore di ricerca della CREA ha introdotto nei propri interfaccia grafici sono le seguenti:

• rappresentazione degli schemi dettagliati degli impianti di acquedotto e fognatura in scala unitaria;
• gestione degli elementi grafici impianti con visualizzazione diretta e georeferenziata degli stessi nel territorio;
• tecnologia dei file "reference" per gestire in modo selettivo la notevole mole di informazioni relative ai sistemi idrodinamici e al territorio, mantenendo i tempi di accesso e visualizzazione estremamente ridotti;
• unico ambiente grafico per la preparazione dei dati di input ai diversi modelli matematici, per la rappresentazione dei risultati e per la gestione del GIS;
• autonoma gestione di banche dati (materiali, reference file, condizioni di carico ecc.)