浅谈某水利工程施工中计算机仿真技术的应用

 浅谈某水利工程施工中计算机仿真技术的应用

　　摘要：结合某水利工程施工过程中计算机仿真技术的应用实际，对该技术的特点和实现过程，以及在实际水利工程施工中使用时边界条件的确定进行了相应探讨，对类似工程的施工具有一定的参考价值。

　　关键词：水利工程，计算机仿真技术，施工模拟，混凝土

　　一、概述

　　水利工程施工通常是一项复杂而系统的工程，传统的依靠设计蓝图和二维变形图形的施工方式又不够直观，难以对工程施工的全过程进行宏观把握。在上世纪70年代初，水利建设领域便开始引入并成功应用计算机仿真技术，在奥地利的施立格修建混凝土坝时，通过采用确定性数字模拟仿真技术对缆机浇筑混凝土的方案进行优化选择，结果通过模拟计算出的浇筑速度和进度与施工实际具有很高的吻合度[1]。随着仿真技术的不断发展和完善，其在水利工程施工中的应用也越发普遍，本文就计算机仿真技术在某水利工程施工中的应用进行相应的探讨。

　　二、计算机仿真技术的特点

　　（1）可快速对多种施工方案进行比较：如对于某个混凝土坝工程的浇筑施工模拟，通过计算机仿真技术可在短时间内就能仿真模拟出若干个可行性施工方案，施工技术人员在分析模拟结果的基础上，再分析判断出对工程浇筑施工有较大影响的因素，获得浇筑施工过程中的关键时期阶段信息，据此便可提前做好充分的预防准备措施。

　　（2）成本相对较低，与进行真实的模型试验不同，计算机仿真模拟技术是对原型结构进行虚拟模拟，不需要制作真实的原型结构模型，只需要相应的软件购买费用，而且购买一个软件后可相对的长期进行多方案的模拟计算，软件的重复使用率较高，使得应用成本低。

　　（3）模拟结果的可靠性较高，计算机的高准确性决定了在软件系统模型设置正确，以及软件程序编制正确的前提下，工程相应的施工模拟仿真分析就会满足在进行模型的模拟仿真分析前预先考虑到的各种约束条件。

　　（4）实用性强，计算机仿真技术可应用的领域极为广泛，只要能用数学方式进行表达和描述的问题模型，基本上都能够用计算机进行相应的仿真模拟计算。

　　三、仿真模拟技术的实现过程

　　计算机仿真模拟技术是以数学理论为基础逐渐发展起来的一门技术，对于客观现实的事物和问题，计算机并不能直接对其进行分析和处理，而是需要建立一个能反映待研究事物或问题的本质特征，同时还要求能被计算机所分析处理的”模型”。计算机仿真模拟技术的实现流程主要如下：研究对象特征分析，建立数学模型，计算机分析处理，获得仿真结果。在实际应用过程中通常表现为以下步骤。

　　（1）建立模型：根据具体的研究目的和研究对象的特征，在进行计算机仿真模拟计算前，应先根据实际问题的特征确定一个适当的分析系统，并结合实际工程参数确定系统的约束条件和边界条件。再利用相关的数学、力学及其他相应学科的有关理论，把抽象出来的分析系统用一个数学模型表达式描述出来，即建立了相应研究问题的“数学建模”，模型建立的准确程度决定着仿真模拟计算结果与工程实际情况相符合的程度。

　　（2）输入模型：模型的输入过程即是对上一步骤建立的“数学建模”结合软件的功能特点转化为计算机能够识别和处理的形式，这种形式所体现的模型内容，即是相应的“计算机仿真模拟模型”。建立和输入模型是进行计算机进行仿真模拟计算的关键环节。