水利項目中計算機仿真的運用

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本文作者：曾加強、戴方凱 單位：長江水利委員會設(shè)計院

通過計算機精準的數(shù)據(jù)分析真實再現(xiàn)水利工程施工模擬仿真，分析前預(yù)先考慮到的各種約束條件。最后，計算機仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，不僅可以在水利工程施工方案制作中發(fā)揮重大作用，同時在類似于同類的工程建設(shè)中都會起到很大的作用。

計算機仿真模擬技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)技術(shù)，計算機并不能直接對其進行分析和處理，而是需要建立一個能反映待研究事物或問題實質(zhì)特征的模型。

為此在水利工程施工過程中，應(yīng)用計算機仿真模擬技術(shù)主要通過4步來實現(xiàn)整個技術(shù)的實際應(yīng)用。如圖1仿真模擬系統(tǒng)過程圖。

第一步就是建模階段，首先對水利工程中實際問題分析清楚，并把施工中所注意的限制條件和約束內(nèi)容考慮清楚，再利用相關(guān)的數(shù)學(xué)、力學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科的有關(guān)理論把水利工程施工的數(shù)字模型描述出來，輸入設(shè)計數(shù)據(jù)，要把確保建模的精準度；再次通過人工干預(yù)在建立模型過程中實時修改數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)完整，涉及到各施工階段的總體場地布置、施工計劃實際進度、材料用量等等。

第二步輸入模型，就是把建立的模型通過計算機進行系統(tǒng)的處理，這種形式所體現(xiàn)的模型內(nèi)容也就是計算機仿真模擬模型，同時也是進行計算機進行仿真模擬計算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

第三步，仿真計算分析：計算機仿真模擬模型放置于計算機計算模塊中，從而對整個水利施工方案進行系統(tǒng)的仿真模擬計算分析，把水利工程施工的整個過程進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，確保水利工程施工的準確度。這便是所謂的“計算機模型的仿真計算”過程。

第四步仿真模擬計算結(jié)果分析：最后對仿真模擬計算的結(jié)果進行分析和評估，結(jié)合水利工程的實際情況，考慮水利工程施工過程中可能出現(xiàn)的不確定因素，進行模擬仿真分析，實現(xiàn)整個計算機模擬仿真的完整性，從而利于日后實際工程施工的指導(dǎo)。

通過以上對計算機仿真技術(shù)的詳細描述，可以看出計算機仿真技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用的重要性，把水利工程施工這項復(fù)雜的系統(tǒng)工程用計算機仿真技術(shù)模擬再現(xiàn)，通過分析在不同的水利工程的方案和機械配置的組合情況下，在符合施工過程各種約束條件的限制要求的前提下，進行施工方案分析，計算出各種方案下的施工進程，從而獲得水利工程的最短施工工期，保證嚴格控制了水利工程的施工質(zhì)量，給水利工程的順利展開奠定了堅實的基礎(chǔ)。