探析水利水電工程施工水流控制過程的仿真與優化方法

■姜 偉 ■河南省中原水利水電工程集團有限公司，河南 濮陽 457000

施工進展之中的水流控制要整合考量各時段的動態、非線性的結構、建筑本體固有的特性。在三維動態的框架下，模擬得出可視化這樣的仿真模型。優化體系環境，解析了水利水電建造之中的水流控制。調研結果表明:依循這一建模流程可得最為便捷的建模，有序銜接了仿真數據及后續的可視化解析，二者彼此吻合。仿真得出的數值吻合了真實工程，化解了疑難情形下的水流控制，供應新的手段。

1 解析水流控制

在水利施工之中，妥善控制水流，是動態情形下的復雜流程。水利工程有著動態性，細分出來的內在流程都有著自身特性。從整體視角看，水流控制可被分成主體架構內的建筑、導流必備的子系統、變更著的水流系統。三者彼此約束，而又彼此關聯。詳細而言，導流標準密切關聯著水流狀態，決定建造進度。反過來，導流必備的建筑、主體類的建筑，二者配有的導流規劃也彼此關聯。若破壞這樣的關聯，將會增添風險，帶來接續的導流失誤。

施工進程之中，總體導流規劃、構建起來的圍堰及大壩、建造進度等都在不停變更，包含了動態性。與之對應，導流依循的邏輯路徑也是偏復雜的。為了簡化關系，就要整合考量水利類的某一建筑、導流依托的建筑、調控各時段的水流。依照復雜關系，創設了導流可參照的新模型［2］。這樣構建起來的模型明晰了特有的多樣性能，提供屬性信息。借助信息中介，擬定適宜的導流總規劃、建造的總計劃。識別特定關系，構建更完備的耦合體系。

經過建模以后，原本偏復雜的導流關系將被簡化，彼此協調一致。經過建模抽象，抽取了局部范疇的多重細節，把控變更規律。與此同時，子系統應被涵蓋在全程時段的導流之中，衡量彼此關系。這樣做，水流控制就整合了施工的完整時段，在各個時段都可隨時識別導流的信息。

2 可視化情形下的仿真

可視化狀態下，計算機協同下的建模流程增添了數值的精準性。可視化仿真融匯了可視技術、新式建模方式，它提升了總體范疇的仿真成效。借助圖形圖像，運算可得更為精準的仿真數值，跟蹤處理結果。這樣歸結得出的數值被凸顯在屏幕上。在最短時段內，即可查驗直觀的信息，提升處理成效。

可視仿真依循的根本機理為:結合動態仿真，解析了建模必備的這種網絡。水利施工應被設定成某一整體，全程模擬并予以跟蹤。在水電工程中，水流調控有著動態的特性，它關聯著內在的多樣流程，含有多重的子系統。細分出來的子系統應能彼此約束，同時彼此聯系。在各個時段內，選出來的導流指標都關系著應有的建造進度，關系施工進程。主體類的建筑、搭配著的導流建筑，二者都關系著接續的導流進程。基于這種考量，即可識別日常情形下的導流強度、導流的進度等。在最短時段中，就要獲取信息，供應接續的施工參照。

3 對仿真的優化

構建了模型后，才可考慮仿真。從這一視角看，建模應被劃歸為仿真的步驟。經過數值解析，應能快速創設最為靈活的這一模型，提供解析便利。

3.1 圖像輔助下的新建模

建模進程之中，采納面向對象，建模得出的數值更為直觀。經過直觀判別，即可細分不同范疇的對象類別，考量自身特性。這種建模流程很近似日常的分類途徑。為此，仿真流程也很近似創設的物理模型，便于后續擴充。辨別某一對象特有的層次及構架，妥善調用代碼。在子系統內，很難借助言語來描繪的多重信息都被變更為建模，增添了直觀性［3］。

面向對象建模，更加注重子系統特有的若干屬性，并分解子系統。整合這些子系統，即可創設完備的總模型。這樣做，吻合了導流之中的根本機理。辨別子系統之內的一切屬性，反映整體變更。

3.2 測得動態參數

依照對象特性，仿真對象可被變更為多重的數據結構。構建實體模型，動態反映了如上的特性信息，有著直觀優勢。這是由于，描繪幾何圖形，GIS 架構下的新穎模型即可折射出各時段的經由水流，反映水流動向。

描繪幾何特性，也不應忽視這樣的時間特性。唯有考量時間，仿真可獲取的模型才更有時效。實體建模之中，若設定參數然后予以建模，將會簡化流程。參數化特有的建模路徑描繪了多重的特征參數，在這種根基上明晰了完備的整體框架。在水流控制中，含有各時段的多樣動態;針對不同配件，它們又配有自身的某一參數。

3.3 后續的優化途徑

GIS 路徑下的可視仿真，搜集可視信息，經由動態仿真以便顯現出某一可視的場景。這樣做，展現動態信息，便于直觀去體會。GIS 獨有的這種流程整合了空間信息，展現仿真結果，它擁有著獨特的這一優勢。構建仿真體系，操作者創設某一圖像，在各時段之內都可交互調控，直至完全明晰了一切的仿真信息。隨時查驗反饋得來的數值，同步調控仿真［4］。留存動態圖形，依照屬性特有的關聯來創設這樣的關系。掌控調取出來的動態信息，供應可參照的水流調控現狀。

例如:創設三維模型，從立體視角著手去模擬日常情形下的水流調控，再現仿真場景。經由這種步驟，調控了內在范疇的動態數值，然后直觀顯現。這樣一來，只要查看模型，就會明晰水流被調控的各時段動態，它含有時間點、水流表征出來的幾何形態、各類參數屬性。各個環節之內，都預設了動態單元。動態展示的側重點含有:各時段的水流顯現出來的幾何特性。隨著時間進展，幾何形態將會漸漸變動。

3.4 仿真流程及平日施工

水利水電施工，都不可脫離初始搜集的數值、圖像以及信息。例如:壩區固有的地形、地質以及水文。妥善設計樞紐、布設最適宜的導流途徑。這樣做，提升了綜合范疇的控制成效。依循設定好的高效流程著手來調配信息、管控多樣信息，這就關聯著細分出來的復雜步驟。

水電工程搭配著的動態調和方案應被注重，它優化了常規路徑下的施工及導流，緊密銜接二者。經過空間解析，創設了三維態勢下的導流模型。優化仿真涵蓋著信息查驗、動態調配水流、后續動態演示。線性的、非線性的多重流程都應被融匯于這一模型以內，抽象可得特有的函數關系。

4 結語

在大型河道之上若增設了水利水電類的工程，則會面對著偏復雜的建造條件。施工進展之中，對水流的調控關系著接續的建造。受到地形影響、選出來的方案影響，施工時段內的導流常常顯現了復雜的形態，含有多樣關系。例如:預設的導流方案、調控建造進度、蓄水以及度汛，它們都緊密關系著調控水流［5］。施工十分隨機，有著動態特性，很難經由單一路徑下的模型解析來辨別它。這種情形下，要借助新式的仿真，優化仿真模型，創設新穎的解析方式。

［1］鐘登華，劉勇，黃偉等.水利水電工程施工水流控制過程的仿真與優化方法［J］.中國科學(E 輯:技術科學)，2012(07):1329-1337.

［2］鐘登華，周銳，劉東海.水利水電工程施工系統三維建模與仿真［J］.計算機仿真，2013(02):86-91 +85.

［3］鐘登華，李景茹，黃河等.可視化仿真技術及其在水利水電工程中的應用研究［J］.中國水利，2013(01):67-70 +5.

［4］葉清華.水流控制仿真和優化在水利水電施工中的應用分析［J］.河南水利與南水北調，2015(02):27-28.

［5］劉昌志.水利水電施工進度問題研究［J］.四川水泥，2015(08):272.