引黃工程水力學(xué)仿真計(jì)算可視化系統(tǒng)研究.pdf

1、萬家寨引黃入晉工程是一項(xiàng)跨流域的大型引水工程，該工程所處地域地形復(fù)雜，規(guī)模宏大，這種大流量、長管道、高揚(yáng)程、級間串聯(lián)、泵站內(nèi)多臺機(jī)組并聯(lián)的復(fù)雜泵系統(tǒng)在國內(nèi)尚屬首次運(yùn)用，水力過渡過程計(jì)算的工況組合是非常復(fù)雜的。因此利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行仿真以驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)是保證工程安全運(yùn)行的重要措施。通過仿真計(jì)算模擬工程運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)果數(shù)據(jù)量大而且涉及大量水力學(xué)原理，分析人員需要該領(lǐng)域的專業(yè)知識。因而仿真計(jì)算需要利用科學(xué)計(jì)算可視化的技術(shù)，通過應(yīng)用計(jì)算

2、機(jī)圖形模擬的表示方式將數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上求解的結(jié)果直觀地在虛擬工程場景中顯示出來，以便于非水利專業(yè)的監(jiān)控調(diào)度人員迅速確定工程運(yùn)行的狀態(tài)及變化趨勢。本文針對仿真計(jì)算數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，采用三維空間的可視化對象來表示仿真計(jì)算的數(shù)據(jù)。在綜合考慮各種視覺效果的前提下，將仿真計(jì)算所得的各種水力學(xué)數(shù)據(jù)映射到可視化對象的各種視覺屬性上，并將可視化對象放置在虛擬的工程場景中，是用戶在具有沉浸感的視覺效果中可以直觀地觀察到仿真計(jì)算的結(jié)果。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中，

3、根據(jù)仿真結(jié)果的特殊性，同時(shí)改進(jìn)了傳統(tǒng)的可視化映射的算法，設(shè)計(jì)了優(yōu)化的執(zhí)行方法，使之在本文的系統(tǒng)環(huán)境下能夠簡化步驟，加快可視化映射的速度。與此同時(shí)，將仿真計(jì)算的數(shù)學(xué)模型引入到可視化處理過程中的插值方法中，更加提高了可視化的精度。考慮到引黃工程全系統(tǒng)采用Internet技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及跨平臺的需求，以面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法，本文采用VRML和Java語言作為設(shè)計(jì)工具，建立了引黃工程水力學(xué)仿真計(jì)算的可視化對象模型，根據(jù)管道和閥門的水力學(xué)仿