大数据-算法-水电施工截流模型试验及其水力特性数值模拟研究.pdf

标题提及的“大数据-算法-水电施工截流模型试验及其水力特性数值模拟研究”主要聚焦于水电工程施工中的一项关键技术——截流模型试验，以及如何利用大数据和算法进行水力特性的数值模拟。该研究结合了现代信息技术与水利工程实践，旨在优化水电站建设过程中的截流操作。 论文提出了基于ANSYS软件的数值模拟方法，这是针对水电工程施工截流的一种创新技术。ANSYS的Mechanical APDL模块用于构建河道几何模型，接着在ICEM CFD模块下创建流场模型，再通过CFX-Pre设置流场分析条件和边界条件，利用CFX-SolverManager进行流场计算，最后通过CFD-Post模块进行施工截流及龙口水力特性的可视化分析。这一流程使得复杂水力系统的模拟变得更加精确和高效。 研究还涉及到了截流物理模型试验控制性参数的模拟技术。通过引入VDMS（Velocity-Distance Measuring System）实时测量系统，模拟截流龙口的流态和表面流速，进一步分析了分流因素，如龙口宽度、截流流量、导流洞进口分流条件、下游电站蓄水位及隧洞流态等与导流洞分流能力之间的关系。这些分析对于理解和预测截流过程中的水流行为至关重要。 此外，研究中提出了在ANSYS后处理阶段使用等值面isosurface来描绘截流龙口水力特性的数值模拟方法。通过设置不同的流速值，可以直观地观察到龙口流场内的流速分布，这对于理解和优化截流过程具有重要指导意义。 在实际应用中，通过对比物理模型试验和数值模拟试验的结果，证实了使用ANSYS Workbench进行截流水力特性的数值模拟是有效的。这种方法不仅能够节省试验成本，还能提供更全面、精细的数据，有助于优化截流设计，减少施工风险，提高水电施工效率。 关键词：模型试验、截流水力学、河流仿真、紊流、自由水面。这些关键词揭示了研究的核心领域，即通过实验和数值模拟手段，深入理解截流过程中的水流动力学，尤其是如何利用大数据和高级算法来提升模拟精度，从而在实际操作中实现更科学、更安全的截流作业。