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6 SALOME HYDRO module is free software: you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9 (at your option) any later version.
11 SALOME HYDRO module is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
14 GNU General Public License for more details.
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with SALOME HYDRO module. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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23 * **Géoréférencement** : Le système de projection à utiliser dépend de
24 la localisation géographique de l'étude et doit être choisi et noté
25 pour faciliter la reprise de l'étude. En France métropolitaine, la
26 projection de référence est Lambert 93.
27 Toutes les données importées dans SALOME HYDRO doivent être dans le même réferentiel.
28 SALOME HYDRO ne propose pas de convertisseur.
30 * **Repère Local** : Les coordonnées planes, **toujours exprimées en mètres**,
31 dans la projection utilisée correspondent souvent à des grands nombres.
32 Par exemple, les coordonnées en Lambert 93 d'un point du territoire
33 métropolitain sont par exemple de l'ordre de (400 000, 6 500 000).
34 Le repère local consiste en un simple décalage de l'origine, permettant
35 de manipuler de plus petits nombres.
36 Pour améliorer la précision numérique dans les différentes étapes de
37 l'étude (géométrie, maillage, calcul...),
38 **il est très fortement recommandé de prendre un repère local**.
39 SALOME HYDRO affiche les coordonnées dans les deux repères (local et global)
40 et assure les translations automatiquement à l'import et à l'export.
42 * **ligne de contrainte** : Ligne sur laquelle le maillage va s'appuyer.
43 Dans SALOME, ces lignes sont définies dans la Géométrie (module GEOM) en tant que "edge".
44 Toutes les lignes que l'on construit dans le module HYDRO ne sont pas forcément gardées dans la géométrie.
46 * **axe hydraulique** : Ligne d'écoulement d'une rivière.
47 Souvent obtenue en reliant les points bas d'une succession de profils en travers.
49 * **ligne de crête** : Ligne reliant les points les plus hauts d'une digue.
51 * **partition** : Il s'agit d'une partition de l'espace en **zones** et **régions**.
52 Les concepts de zones et de régions sont introduits par la pratique dans l'exercice plus bas.
53 Les frontières d'une région correspondent aux lignes de contrainte du maillage. Les régions peuvent
54 être découpées en plusieurs zones. Une zone correspond à un mode de calcul de la bathymétrie.
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58 Principales étapes d'une étude avec SALOME-HYDRO
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61 .. |etapesEtude| image:: /_static/etapesEtude.png
64 SALOME contient l’ensemble des modules nécessaires au lancement d’une étude Telemac.
66 L’application SALOME-HYDRO concentre les modules HYDRO et HYDRO-SOLVER au sein de la plate-forme SALOME
67 et intègre le système Telemac2D.
69 La figure ci-dessous résume les étapes générales et les outils utilisés au sein de la plate-forme SALOME.
73 L’étude se déroulera en passant par les différents modules de SALOME :
87 * HYDRO : on importe des images et/ou des plans
89 * HYDRO : on crée ou importe des lignes de contour d'**objets naturels** (rivières, iles...)
90 et **artificiels** (digues, canaux, obstacles...),
92 * HYDRO : on importe des champs de bathymétrie / altimétrie, ou des séries de profils de rivière,
94 * HYDRO : on constitue des objets naturels et artificiels,
96 * HYDRO : on constitue un **cas de calcul** en choisissant les objets utiles au cas,
97 on regroupe les **zones** (une zone correspond à un mode de calcul particulier de la bathymétrie)
98 en **régions** (Les frontières des régions correspondent aux lignes de contrainte du maillage,
99 ce sont les faces de la géométrie finale SALOME),
101 * HYDRO : on exporte le cas vers GEOM,
103 * GEOM : on reprend le cas dans GEOM, pour compléter l'identification des groupes liés aux différentes régions du domaine
104 et des conditions limites,
106 * SMESH : on choisit les algorithmes et hypothèses de maillage, on calcule le maillage et exporte le fichier MED du maillage,
108 * HYDRO : on calcule l'interpolation en Z, a partir du fichier MED et du cas de calcul,
110 * HYDROSOLVEUR : on définit le paramétrage physico numérique du calcul (fichier cas),
112 * HYDROSOLVEUR : on exécute le calcul,
114 * PARAVIS : on dépouille les résultats
116 Dans le module HYDRO lui-même, la logique d’enchaînement des étapes est la suivante
117 (voir les différents types d’objets manipulés dans l’arbre de gauche) :
119 Il s’agit ici de la description d’un déroulement type, des allers-retours entre les différentes étapes
120 sont tout à fait possibles et se produiront certainement.
124 L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler
125 pour situer les différents éléments de l’étude., Ces images devront être géoréférencées
126 dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple).
127 Il peut s’agir de capture d’écran du géoportail par exemple.
131 Les bathymétries constituées de nuages de points et/ ou de profils qui constituent le modèle de terrain
132 sur lequel va s’appuyer le maillage sont importées dans le projet.
136 Les polylignes (importées et/ou construites dans SALOME) permettent de définir les contours des différents objets
137 naturels et artificiels qui vont intervenir dans le cas de calcul. Ce sont des lignes fermées dans le cas général.
138 Certaines de ces lignes constitueront les lignes de contrainte du maillage.
139 Les polylignes splines permettent de définir des contours sans que le maillage qui
140 s’y appuiera ne doive utiliser strictement les points de la ligne. Seule la forme générale compte.
141 On peut tracer les lignes à la souris ou les importer à partir d’un fichier.
145 Il s’agit des éléments constitués par exemple de l’emprise d’un domaine, d’îles, de lacs...
146 On sait en général leur associer une bathymétrie.
148 * ARTIFICIAL OBJECTS :
150 Il s’agit de construire des éléments tels que des digues ou des canaux de géométrie connue.
152 * CALCULATION CASES :
154 Lors de la définition du cas de calcul on sélectionne les objets à mailler et on résout les conflits
155 de recouvrement des bathymétries.
160 * Pour les fichiers image : disposer de fichiers images des fonds carto ou photo et avoir repéré dans le système de travail
161 les coordonnées de 2 ou 3 points bien répartis sur l’image (suffisament éloignés pour améliorer la précision).
162 Avec trois points, on peut faire une transformation affine de l'image, pour le cas improbable ou celle-ci ne
163 correspondrait pas à une projection verticale.
165 * Disposer des données de bathy au format ASCII.
167 Pour l’instant les fichiers de bathymetrie doivent porter l’extension .xyz (3 colonnes x,y,z) ou .asc
168 (format de type grille a pas régulier, tel que fourni dans la BD Alti de l'IGN, par exemple).
173 Il est possible d’importer des plans, cartes, et photos dans le module Hydro dans le dossier Images de l’arbre de l'étude.
174 L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler,
175 géoréférencées dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple).
176 Il est possible de récupérer l’intersection de deux images, de les fusionner, de restreindre une image à partir d’une polyline.
178 Les manipulations d'images sont introduites dans l'exercice plus bas.
180 Choix d'un repère local
181 =======================
183 Il est vivement conseillé de changer l’origine du système de coordonnées local
184 pour éviter de manipuler de très grands nombres et avoir plus de précisions dans les différents calculs, notamment pour le maillage.
186 Pour cela il faut utiliser le menu *Hydro/change local CS* et renseigner les coordonnées de la nouvelle origine.
188 Import de Bathymetries
189 =======================
191 Le mode opératoire est expliqué dans l'exercice plus bas.
193 * **remarque** : Si les altitudes sont inférieures à 0, la bathymétrie peut être cachée par les cartes ou photos
194 (qui sont à Z = 0 par convention). Si l'on a besoin de voir simultanément la bathymétrie et les images,
195 on peut, par exemple, soit passer en vue de dessous, soit éditer la bathymetrie (menu contextuel "edit imported bathymetry")
196 pour inverser les z, le temps de contrôler la superposition des cartes et de la bathymétrie
197 (ne pas oublier d'enlever l'inversion de z après !).
199 Récupération de données de bathymétrie d'un ancien maillage
200 -----------------------------------------------------------
202 Pour les différentes opérations ci-dessous, le mode opératoire précis reste à détailler. Les scripts Python cités
203 ne sont pas fournis avec cette version, is nécesitent des adaptations au cas par cas.
205 * Il est possible de récupérer un ancien maillage d’un cas d’étude, en le transformant avec un convertisseur
206 intégré dans SALOME-HYDRO du format selafin (.slf) au format .med (format dédié pour la plate-forme Salomé en général).
208 * A partir de l’ancien maillage, il peut être nécessaire d’appliquer une translation (par exemple +2 000 000)
209 à la position y des nœuds pour passer en système de géoréférencement connu (par exemple LambertIIEtendu).
211 * Puis la bathymétrie (champ de fond Z) est récupérée à l’aide d’un script Python qui crée un fichier .xyz
212 (position x du nœud, position y du nœud, Champ Z associé).
214 * Ce fichier .xyz est converti en Lambert93 grâce au logiciel libre Circé (sous Windows).
216 * Ensuite les positions des nœuds des bords sont récupérées à l’aide d’un script Python qui parcourt les nœuds,
217 constate si ils sont au bord et crée un fichier dans lequel chaque bord récupéré est mis en forme pour un import direct
218 dans le module HYDRO.
220 * On peut isoler de cette façon le contour de l’emprise, des piles de ponts, et les îles éventuelles.
222 Import d'objets de type lignes
223 ==================================
225 Le format SinusX (ASCII) décrit en annexe permet de décrire plusieurs types de lignes et de profils.
226 Les fichiers au format SinusX qui respectent les conventions décrites en annexe peuvent être importés
232 définition : lignes dans le plan XY, généralement utilisées pour définir des contours, des zones.
237 Deux types de profils : géoréférencés ou non.
239 Les profils géoréférencés sont définis dans XYZ, les autres dans XZ (XY).
240 Utilité : section de digue, de canal, de rivière.
242 On définit une seule section pour un canal ou une digue, une série de profils pour une rivière.
244 Pour une digue, la valeur Z=0 correspond à la ligne de crête, pour un canal, c'est la ligne de fond.
246 On considère uniquement des profils symétriques (par rapport à la ligne de crête ou de fond).
252 Rivière décrite par une succession de profils en travers, ordonnés via une ligne amont-aval qui passe par ces profils.
253 Cette ligne peut être l'axe hydraulique, mais ce n'est pas obligatoire.
255 Les fichiers de stream peuvent être des fichiers XYZ pour lequels chaque profil est séparé par une ligne vide.
261 Les contours de type polyligne sont nécessaires à la création de la géométrie.
262 Ils permettent la construction de l’emprise du modèle, des îles, du lit mineur d’un fleuve, ainsi que des digues, des canaux, des routes...
264 On peut afficher la bathymetrie ou les cartes lors de la saisie des contours pour se repérer.
269 Dans SALOME les polylignes sont de deux types :
271 * polylignes (ligne brisée constituée d'une série de segments droits, pour décrire un objet géométrique)
273 * splines (suite d’arcs qui donne une courbe à dérivée continue,
274 pour décrire une courbure naturelle, qui s’adaptera à la finesse de la discrétisation).
276 L’utilisation de splines permet de définir des contours sans que le maillage qui s’appuie dessus
277 ne s’accroche à tous les points de la ligne : seule la forme générale compte.
279 Le mode opératoire est détaillé dans l'exercice ci-dessous.
281 profils de digue ou canal
282 --------------------------
284 On peut importer ou dessiner ce type de profils.
285 Le mode opératoire du dessin est détaillé dans l'exercice ci-dessous.
290 Seul l'import de ces profils est prévu.
292 Création d'objets "naturels" type "zone immersible"
293 ===================================================
295 Une **zone immersible** est une zone qui sera maillée. Les iles qui ne sont pas submersibles peuvent être exclues du maillage.
296 Dans SALOME HYDRO, on distingue les îles du reste en désactivant leur attribut **Submersible**.
298 Créer une zone immersible consiste à créer une face géométrique à partir d’un des contours dessinés précédemment.
299 On renseigne donc pour cela la polyline (obligatoire) sur laquelle va reposer la face et la bathymétrie (facultative)
300 que l’on souhaite associer à cette zone géographique.
302 * Remarque : la bathymétrie est facultative dans la création des objets naturels, notamment dans le cas des îles.
304 * Remarque : Il est possible de changer l’ordre d’affichage des différents objets naturels et artificiels qui sont tous par convention
305 dans le plan z=0, pour remettre "dessus" les petits objets.
307 Création d'objets "naturels" type "stream"
308 ==========================================
310 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
312 Création d'objet "artificiel" type digue ou canal
313 =================================================
315 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
320 Objets géométriques complexes (bâtiments...) importés depuis GEOM,
321 pour constituer des zones non submersibles ("iles" ou assimilés).
322 Il faut mettre ces objets dans le repère local avant des les importer.
324 Tables de coefficients de Strickler, Land Cover maps
325 ====================================================
327 A compléter, la prise en compte des coefficients de strickler et des Land Cover Maps n'est pas finalisée dans la version 1.0 de mars 2016.
329 Constitution d'un cas de calcul
330 ================================
332 Lors de la constitution d'un cas de calcul, il est possible de ne sélectionner que certains des objets définis précedemment.
333 A partir d'une même base d'objets, on peut créer plusieurs cas de calculs plus ou moins complexes (prise en compte ou non
334 de détails comme des piles de ponts, par exemple).
336 L'emprise du domaine est définie par un contour polygonal particulier.
338 Le chevauchement des différents objets crée des zones "en conflit" pour lesquelles il faut faire des choix pour le calcul de
341 Le résultat du découpage en zones des différents objets se chevauchant constitue l'opération dite de **partition**.
343 On peut regrouper des zones en régions homogènes dans la structure du maillage visée,
344 pour s’affranchir des contours que l'on ne veut pas garder en tant que lignes de contraintes.
346 Dans le cas de calcul, il est possible d'identifier certaines lignes qui serviront de support aux conditions limites.
348 Le resultat est exporté dans le module de géométrie.
350 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
352 Géométrie: Module GEOM
353 ======================
355 Une fois le cas de calcul terminé et exporté il apparaît dans le module GEOM.
357 Il faut activer ce module pour pouvoir visualiser et modifier le cas exporté.
359 Dans GEOM, on voit notre cas de calcul sous le nom <nom de cas>_N auquel est attaché le (ou les) contour(s)
360 choisis au moment au moment de la définition du cas de calcul.
362 Il se peut qu’on ait besoin d'identifier certaines parties :
364 * Faces : pour mailler de façon différentes certaines zones
366 * Segments : pour définir les conditions aux limites.
368 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
370 * remarque : Il est possible d'utiliser le module de géométrie pour définir un certain nombre de
371 contraintes sur le maillage. par exemple, on peut définir des points fixes de notre maillage
372 (qui vont par exemple correspondre à des points de mesure).
373 **Toute modification de la géométrie se traduit par la création d'un nouvel objet et la perte des groupes
374 définis dans l'objet initial. Il faut donc créer les groupes en dernier, sur la géométrie finale,
375 et, si possible éviter les modifications qui font perdre les définitions automatiques du module HYDRO.**
377 Maillage: Module SMESH
378 =======================
380 On se réferera aux formations SALOME pour l'utilisation du module SMESH.
382 Le mode opératoire pour SALOME HYDRO est détaillé dans l'exemple plus bas.
390 En hydrodynamique il est primordial de connaître la valeur de la bathymétrie en chaque nœud de calcul.
392 Le calcul de la bathymétrie est fait zone par zone, a chaque zone est associé un mode de calcul de la bathymétrie :
394 * à partir des nuages de points
396 * à partir des profils de rivière
398 * à partir de l'axe et de la section des digues et canaux
400 * à partir de la CAO des obstacles
402 Pour les nuages de points, en version 1.0 on dispose d’un script qui permet d’interpoler la bathymétrie sur le maillage.
403 Ce script utilise un algorithme qui prend juste la valeur du Z du point le plus proche.
405 L'amélioration de ce script est prévue dans les prochaines versions.
407 Plusieurs approches possibles, quand la bathymétrie n'est pas assez dense par rapport au maillage :
409 * densifier artificiellement la bathymétrie (interpolation linéaire, outils et scripts à proposer)
410 * utiliser TELEMAC avec le mot clé FICHIER DES FONDS (il faut regrouper les bathymétries dans un fichier unique).
412 L'amélioration du script est prévue en 2016.
414 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
416 Mise en données Physico-numérique pour TELEMAC
417 ===============================================
419 Cette mise en données fait intervenir le module HYDROSOLVEUR pour l'assemblage du cas de calcul.
421 description des conditions limites
422 ----------------------------------
424 Chaque zone de condition limite correspond à un groupe nommé dans le maillage.
425 Les types de conditon limites associés à un groupe sont définis dans un fichier dont la syntaxe est donnée en exemple plus bas.
427 édition du fichier Cas
428 ----------------------
430 Les paramètres de calcul sont définis dans le fichier Cas avec la syntaxe TELEMAC 2D (avec un éditeur de texte standard).
432 inventaire des fichiers utilisés
433 --------------------------------
435 A compléter, voir l'exemple ci-dessous.
437 Lancement et suivi du calcul
438 ============================
440 Le module HYDROSOLVEUR permet de lancer TELEMAC 2D.
442 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
444 Dépouillement des résultats
445 ===========================
447 Le module PARAVIS est utilisé pour l'exploitation des résultats.
448 On se réferera aux formations SALOME pour l'utilisation du module PARAVIS.