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水利工程仿真模拟设计(1)

2017-08-19 03:59 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（dtm）及三维地质模型(dgm)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autocaddtmdgm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（dtm）与地质建模(dgm)、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等一系列关键问题，在很大程度上提高仿真精度和时间的要求，完成覆盖软件生命周期的全过程，达到减少设计周期、加深设计深度、提高设计质量、控制成本及提高企业革新等目的。
二.理论分析与设计：
(一)目前水利工程仿真模拟设计软件发展状况：
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，cgi,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，它首先体现在把设计领域的专家知识和工程技术人员的经验融入到cad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，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.集成化是一大发展趋势，一方面cad技术与capp(计算机辅助工艺流程规划)，cam(计算机辅助制造)以及mis(管理信息系统)，pdm(产品数据管理)，mrp(制造资源管理)等系统相集成。另一方面随着当前全球化发展，使得人们在internet上构造cad/cam集成化成为可能。 （科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
4.科学计算可视化，虚拟设计，虚拟制造技术是设计人员进行对产品的时间操作，以及进行各种模拟实验分析，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能力，来直观，智能的辅助过程设计人员进行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标：
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、相互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，达到虚拟设计/虚拟制造的目的。协同设计的基础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、施工计划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馈给整个工程的相关部门和人员（权限许可），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具体施工计划的真实三维显示。
（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 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
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，便于直接了解复杂的地质构造情况,方便地进行地形模型的建立,作为坝体、地下厂房、导流洞等建筑物设计的原始依据。