水利工程仿真模拟设计

1、水利工程仿真模拟设计摘要：用水利工程仿真模拟设计设计软件建立真实三维地形地貌模型DT及三维地质模型(DG)并行三维水工设计大坝模型、强度计算等建立整个水利水电系统模型包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置工程概预算三维工程施工仿真及工程监控在统一的数据库平台上完成以上功能，涵盖从草图设计到工程完工全过程，满足虚拟设计/虚拟制造的要求。关键词：3S技术autADDTDG地质、地形勘测环境及水库分析一.引言：水利工程仿真模拟设计设计软件采用多专业协同设计软件，在同一数据库平台下，能解决三维地址地形建模DT与地质建模(DG)、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等

2、一系列关键问题，在很大程度上进步仿真精度和时间的要求，完成覆盖软件生命周期的全过程，到达减少设计周期、加深设计深度、进步设计质量、控制本钱及进步企业革新等目的。二.理论分析与设计：(一)目前水利工程仿真模拟设计软件开展状况：1.自20世纪80年代以来，已经出现了图形级的标准，如PHIGS,GKS;图形交换级的标准，GI,IGES以及近年来正在不断完善的STEP等。STEP标准覆盖了整个软件生命周期的数据交换标准，对协同设计，并行施工，集成制造等具有重要意义。2.智能化是又一特点，它首先表达在把设计领域的专家知识和工程技术人员的经历融入到AD系统中，使之成为可以继承的知识库；其次是其本身的智能化

3、，如人机接口，数据采集，自动精模，方案选优，仿真模拟以及多媒体技术应用等等。3.集成化是一大开展趋势，一方面AD技术与APP(计算机辅助工艺流程规划)，A(计算机辅助制造)以及IS(管理信息系统)，PD(产品数据管理)，RP(制造资源管理)等系统相集成。另一方面随着当前全球化开展，使得人们在internet上构造AD/A集成化成为可能。4.科学计算可视化，虚拟设计，虚拟制造技术是设计人员进展对产品的时间操作，以及进展各种模拟实验分析，可以及早看见产品外型，从而可以帮助设计多方位地观察与平审设计成果。二水利工程仿真模拟设计软件概念：就是利用计算机强有力的计算功能与高效的图形处理才能，来直观，智能

4、的辅助过程设计人员进展过程设计与分析的一种技术。它同时实现过程的可视化与智能化。它包括工程设计条件可视化地质，水文，地形，枢纽布置及施工条件等可视化，设计建模可视化，计算分析过程可视化与成果设计可视化三维真实感图形显示及空间数据的图表，文挡输出。三水利工程仿真模拟设计软件目的：力求把水利工程的设计、管理主要涉及到的水文泥沙、地质、地表含规划、环保、水工、施工、机电等专业的设计工作的过程、互相之间的关系和结果通过先进的计算机平台及辅助设备以可视化的形式展现出来，到达虚拟设计/虚拟制造的目的。协同设计的根底是建立一个统一的数据库，包括地质地形的空间数据、水工建筑物大坝、厂房等的三维实体数据、施工方

5、案组织的实时数据以及真实条件下的计算机仿真和实时渲染数据等。与以前的技术不同，由于建立在统一的数据库平台之上，任何修改都将及时地反应给整个工程的相关部门和人员权限答应，并及时地通过三维图形的方式展现出来。虚拟设计/虚拟制造技术的应用和实时仿真完全不同于以前的动画渲染，它是满足设计详细要求的详细施工方案的真实三维显示。四.水利工程仿真模拟设计软件需要解决的问题：1.地质、地形勘测2.环境及水库分析3.水工建筑物及枢纽设计4.施工组织设计5.机电设计6.工程概预算7.工程监测五.水利工程仿真模拟设计软件解决方案：1在地质勘探方面：可以利用航拍、钻探、3S技术即GISGPSRS得到的地形数据，直接生

6、成地形的三维模型包括地下三维地质情况的分布，便于直接理解复杂的地质构造情况,方便地进展地形模型的建立,作为坝体、地下厂房、导流洞等建筑物设计的原始根据。2在三维地形表述的根底上，建立水利水电工程的全三维模型，包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置等仿真模型。这些设备与地形数据完全相关，从而构成一个复杂的水利水电系统，真实反映工程建成以后的相貌。建立的三维模型还可以输出到有限元分析软件中，进展构造强度的预测。三维模型不仅可以与地形模型很好地关联，而且工程模型也还是参数化的，一旦设计有新的更改，只需要修改相应局部的三维模型，与此相关的设备、管线布置以及由三维模型自

7、动投影生成的二维工程图符合目前图纸标准都会得到相应的修改，从而保证了设计的唯一性和相关性，快速地完成多个设计方案的比照和选择。3.工程概预算方面：通过建立大坝真实全三维实体数值仿真模型，可以完全准确模拟大坝形体的各个细节，包括孔口部位、进水口、闸门槽等。水利工程计算机辅助设计可以准确计算各坝段各截面的面积、各点的坐标以及体积，其精度满足大坝混凝土工程量计量要求。将坝体内部各种材料的配合比及使用范围输入到坝体三维数值仿真模型中，从而使准确计量程序不仅可以计算坝体的工程量，而且还可以计算不同材料的用量，并进一步为概预算及施工期业主的材料供给方案提供科学的根据。4施工方案动态仿真结果分析及查询通过建

8、立的三维实体数字模型，计算出开挖方量及填筑方量，对工程进展预测和模拟，动态展示山体开挖和大坝浇注的全过程，得出详细的施工强度和施工顺序等重要指标。使工程的工程管理和进度分析到达实时控制与动态管理，以便科学指导工程施工，辅助业主和监理工程师进展有效的决策。计算机模拟系统模拟混凝土施工过程，不仅可全面、周密地反映各种影响混凝土施工的因素，而且改变施工参数、修改方案比拟及敏感性分析均比拟容易，可完全弥补传统工程类比法的缺点。采用计算机模拟施工方案成功解决了过去依靠人工手段无法解决的许多难题，能大大进步了设计人员和工程管理人员的效率，获得宏大的技术经济效益。根据数字化工程施工过程中的一般规律、施工工艺

9、和流程、合同文件、技术标准以及实体特定的构造形式、施工条件的特定要求，利用本模块建立系统分析模型和模拟计算数学模型。设计相应的数据库管理、数据录入及编辑、大坝模拟施工过程计算、图形处理、报表自动生成及分析、查询以及菜单控制等系统,集成在统一界面下完成所有的功能。六.水利工程施工模拟界面设计：主界面由局部组成，分别是溢洪道土石方开挖、溢洪道土石方开挖进度合计、大坝混凝土浇筑进度、大坝混凝土浇筑进度合计。这四局部从数据库中读取数据并动态的显示出来。包括一些重要的施工数据如：层号、厚度、体积、高程、开挖浇时间、完毕时间等。点击“显示设置来设置需要显示或者隐藏的对象，到达最好的视觉效果。这些表既可以用于显示，也可用于查询。七.水利工程仿真模拟设计软件开发环境：1.软件环境：系统采用indsxp/2000/98作为工作平台，开发应用软件有Visual+6.0,AutAD2000以上均