試析水利水電工程施工水流控制過程的仿真

摘要 有效結合計算機可視技術以及系統仿真，就形成了一種新仿真模式一一可視仿真技術?？墒欠抡胬碚摽劬唧w實踐方法有：動態仿真理論、圖形輔助建模、可視技術以及GIS三維動態建模等，最終實現仿真建模以及成果可視化。水利水電工程中應用這種可視仿真技術能夠在施工的時候依據具體可視結果來合理布置施工。本文主要對水利水電工程具體施工水流控制整個過程的仿真進行分析探討，提出筆者的思考扣建議，僅供參考。

關鍵詞 水利水電工程 水流控制 仿真

因為水利水電工程實際施工過程具有很高的難度，并且投資比較多，所以選擇比較合理的具體施工方案對確保工程建設質量具有非常大的意義。在施工的時候，應該充分考慮工程特點以及實際施工條件。施工方案主要包含有：工程進度以及工程布置和蓄水等方面。水流控制屬于動態過程，簡單模型難以對其進行分析，所以必須應用這種可視動態技術。該技術的產生給水利水電施工過程中出現的這種問題提供了一個全新的解決思路，同時在我國很多重點水利工程施工中獲得了比較理想的應用效果。

一、可視仿真技術簡介

這種可視仿真技術是一種現代化仿真技術，其是建模技術以及計算機可視技術的有效結合，利用圖形、圖像等方式跟蹤仿真計算，并對結果進行后期處理，最后把結果通過可視化圖像這種形式清楚展示在屏幕上，讓工程能夠第一時間得到高效以及直觀的詳細建模信息。

二、以GIS為基礎的可視仿真技術的構建和在水流控制中的實際應用

（一）面向對象的圖像輔助優化仿真建模

建模的過程中采取面向對象這種方式，能夠讓結果更加的自然以及直觀，用戶能夠把所有活動均當作直觀對象，同時依據對象具體類屬關系以及自身特性建立仿真模型，該過程和人類對可視世界里面的事件進行分類所用的習慣模式是相似的。所以，仿真操作用戶很快適應物理模型變成計算機模型，同時該方式也非常便于擴充。除此之外，利用對象層次結構這種方式來設計，能夠顯著提升代碼實際利用率。在子系統里面，可以利用圖形建模，描述一些很難用語言表達出來的相應信息，同時面向對象這種建模系統是不同子系統組成的，子系統能夠被分解成原始子系統。所以這種以及建模方式是利用不同系統子模型建立一個整體模型，這和施工系統規律是相符的，能夠利用子系統所具有的屬性以及發生的改變反映實際整體狀況。

（二）以動態實體參數化為基礎的優化仿真建模

依據仿真對象所具有的特點以及屬性，利用點、線、面以及體具體數據結構把其表達出來，動態實體模型能夠將對象具體屬性信息非常直觀的反映出來，利用幾何圖形以及屬性相對性關系建立以GIS為基礎的數據和圖形結構，同時反映出不同時間段具體水流動態，所以數據和圖形不僅要描述幾何特征以及屬性，同時還應該表達時間特征，仿真時效性。如果實體建模的時候應用參數化模型，就能夠使該過程得到簡化。所謂參數化建模，就是利用幾何相關關系建立不同參數化具體特征部件，同時建立整體幾何結構，可是以水流控制為基礎的動態性，各個部件具有不同參數。

（三）以GIS為基礎的可視仿真系統結構優化

該可視仿真系統首先接受GIS信息，同時在動態可視化的時候通過GIS動態信息實現可視展現。由于GIS具備相應的空間信息具體組織機制，所以早展示仿真結果的時候具有很大優勢。在仿真系統里面，操作用戶能夠利用展示圖像這種方式使仿真階段能夠交互控制，直到完全理解具體仿真信息。該過程中，相關操作用戶能夠依據系統操作界面以及仿真系統的反饋結果，達到水流同步交互具體仿真控制的目的。

（四）以GIS為基礎的動態仿真演示方法

由于該動態仿真演示方法利用三維立體形態對所有時間段的相應仿真對象進行真實再現，所以利用該方法可以量仿真系統里面的所有數據動態變化全部體現出來，同時通過直觀方式將其展現出來，及時獲得水流控制具體動態信息，展現相應環節里面的動態單元。動態展示的時候，具備時間特征信息的相應水流幾何形狀將會在時間的變化下發生改變，所以水流控制時，應該把整體動態面貌全部存在圖形庫里面，同時對數據、屬性以及圖形構建相互對應關系，這樣用戶就能夠依據意愿調取動態仿真信息。

（五）在水利工程水流控制過程中應用可視仿真技術

對水利工程進行導流設計以及管理是工程重點，涉及的數據以及圖形信息非常多，比如，地質、壩區地形以及水文等，同時必須和施工布置、導流方案以及樞紐設計等不同數據和圖形相結合，提高工程效率以及施工質量的關鍵就是高效搜集以及管理上述各種信息。而導流方案設計非常復雜，水流控制具有動態性，所以，利用可視仿真技術能夠將具體數據以及圖像直觀表現出來，這對優化設計相應的導流方案非常重要。在這一基礎上，建立和水電工程導截流相適應的具體動態可視化方案，同時利用導流可視信息實現三維演示以及管理。導流系統里面所有動態環節均能夠被分成線形以及非線性，所謂線性環節，就是將某一典型動態環節當做運算基本部件，而非線性環節就是利用不同典型動態環節不可以組成環節的相應模型構成，這兩種動態環節的輸入以及輸出變量均有固定函數關系：。

三、結束語

以GIS為基礎的具體可視化仿真技術能夠進行高科技仿真建模以及成果可視化，利用可視成果，能夠為工程施工提供比較有價值的參考。本文所研究的這種可視仿真系統是通過三維圖形以及數字等形式給工程水流控制提供了所有時刻的參數狀況，產生的可視效果非常好，具有比較強的動態性。將可視仿真技術應用于水電工程里面，能夠使工程管理方案變得可視化、數字化以及智能化，有效提升水利水電工程所獲得的經濟效益以及社會效益，防止產生不必要的損失，具有非常大的推廣應用價值。