“水道-沙洲”3D可视化模型的构建及应用——以小庙洪-三沙洪水道为例

利用 surfer8．0内置的克里格插值算法，将小庙洪-三沙洪海域的数字地形数据转化为等深线图（DFX格式），并根据工程设计的需要，提取部分等深线导入3ds max中．根据不同的比尺要求，设置不同等深线的相对高程，生成3种垂直比尺的3D模型．比较模型的可视化效果，并从海域管理、工程规划与设计及可视化动画3个方面总结了3种模型的不同应用．     

变态模型对水流运动相似的影响

归纳了模型变态的三种主要方式，重点对垂直比尺与水平比尺不同（λh≠λl=λB）的方式进行了介绍，分析模型变态对水流运动相似的影响，推导建立了其变态模型比尺关系，并重点推导出了矩形、梯形断面河渠的糙率比尺关系式。     

小浪底库区管道输沙模型设计

分析了小浪底库区管道输沙模型设计中模型比尺、模型沙选择、含沙量比尺及阻力校正等问题。结果表明:①以中值粒径略大于原型沙的天然沙作为模型沙为宜;②模型沙选定后,可试算得到模型含沙量比尺;③阻力校正可根据流体雷诺数的不同来进行。     

水利水电工程建筑物三维可视化建模技术研究

准确、快捷的创建水利工程三维可视化模型是切实促进工程现代化、数字化发展的关键举措,高效的建模技术是实现这一举措的主要工具。对于可视化技术而言,这是一种涉及众多知识和学科的新兴技术,从出现以来就得到了广泛的关注和应用。建模实现可视化可以使人们从图形等资料中直接接收相应的信息,比传统意义上的文本接受方式更加快捷、明了,此外在三维模型当中进行修改或更新也更加方便。     

隧洞进口小水深引水系统调压井变态模型律研究

根据调压井和压力管道非恒定流的数学方程导出的模型律和模型比尺,指出了这些模型比尺在隧洞进口水深较小的调压系统模型试验中存在的问题,探讨了模型比尺在调压系统模型设计中的适应性,提出了隧洞进口水深较小时调压系统模型设计的原则。根据两个模型试验结果,通过理论计算和数值模拟可以看出,运用这些原则设计模型,试验结果与理论计算及数值模拟结果是一致的。     

基于Map 3D的洪水演进可视化系统应用研究

根据洪水演进模拟对于可视化的需求,以AutoCAD Map 3D 2011为基础平台,利用Active X/VBA接口编程技术,进行二次开发建立洪水演进可视化系统。采用CAD图元与GIS数据结合显示的方法,在Map 3D中实现了洪水演进的可视化,并针对工程实际需求,在系统中研发实现了淹没区域的点查询、面查询及缓冲区分析等实用功能。     

珠江洪奇门水道整治工程措施试验研究

建立洪奇门水道主要整治工程段局部模型，其平面比尺１：４００，垂直比尺１：８０；利用广州出海水道整体潮汐河工模型，其平面比尺１：６００，垂直比尺１：８０。根据避部模型试验，确定整治工程优选方案为连岛组合方案，即以飞机沙与北围头连接形成分流鱼嘴，控制分流比；将洪奇门水道进口至五冲围的河床清淤至－６ｍ的高程；破除飞机沙右汉右岸围、鸭仔沙围、上九顷围外围、蓑衣外围，建立两岸治导线。通过整体模型试验验证局部     

基于GIS和RS长江口南港-南槽冲淤变化的可视化分析

利用Landsat7 ETM 遥感图像反射率和实测水深值之间的相关性,建立了动量BP人工神经网络水深反演模型,对缺失的1995年的水下地形资料进行了插补,并利用插补后的1973-2003年的水下地形资料计算了南港—南槽河段的泥沙冲淤量,分析了南港-南槽河段等深线和横断面的变化,结果表明:①BP人工神经网络水深反演模型能反演出研究区的水深分布情况,特别是对水深浅于-10m区域,模型反演效果较好;②南港-南槽河段在1973-2003年间整体为淤积,泥沙淤积量为1.39亿m3;③河道南岸-2m等深线已基本稳定;由于发生了江亚南沙切滩和南槽上段改道,河道南岸-5m等深线变化较大,加之江亚南沙被切割的部分并入九段沙上沙头,因而河道北岸-2m和-5m等深线均上移约9km。     

水利工程三维可视化仿真研究与应用

针对目前水利工程建模过程复杂和效率低等问题,提出基于World Wind的水利工程三维建模方法。设计了三维建模流程,基于World Wind搭建三维数字地球平台,构建三维可视化模型,并实现模型在平台上的加载与管理。以陕西省引汉济渭工程为例,建立可视化环境,开发水库三维模型,并在数字地球平台上实现水库模型的加载与展示。实例表明:基于World Wind的数字地球平台具有较好的扩展性与可视化效果,提出的水利工程三维建模方法能够有效实现水利工程的三维可视化仿真,具有较好应用价值和推广前景。     

面向对象图形模型在水电工程中的应用研究

为了实现水电工程的实时动态可视化,基于面向对象图形建模技术,构造了三个层次的面向对象的图形模型(单元模型、工序模型、场景模型),提出了水电工程可视化系统的建模规则,并通过高效的面向对象图像渲染引擎、施工仿真系统和数据库系统一起构建了水电工程动态可视化系统,为工程管理和决策者提供了直观、高效的可视化平台。     

黄土高原沟道坝系模型设计实例与验证

首先根据天然小流域特点概化出原型条件，然后按照黄土高原沟道坝系模型设计方法，设计和制作出几何比尺分别为240及960的两座模型，并通过原型资料及预备试验修正了产沙量比尺。最后，利用较大模型的试验结果对较小模型进行验证，表明提出的黄土高原沟道坝系模型设计思路及以原型和模型的产沙量之比作为产沙量比尺的方法是合理的。     

山前冲积扇河流变态动床模型与比降变态

山前冲积扇河流通常宽浅、比降大，且河床粗糙，阻力大。其动床模型中根据起动相似选定的模型沙往往难以满足糖率相似的要求，此时应该采用比降变缓的比降变态方法使阻力达到相似。即根据起动相似和模型糙率相似确定比降的比尺，模型比降变态的变率系数与几何变率、起动流速系数比尺、沙粒糙率系数比尺和有效重力比尺有关。将比降变态方法应用于南水北调工程穿沙河段的动床模型，实验结果表明，比降变态的方法可以使模型糙率和阻力满足相似要求。     

舟山海域波浪能资源评估

利用QN混合风场作为驱动风场,采用国际通用的MIKE 21 SW模型后报1999年8月~2009年7月舟山海域的波浪场,统计出舟山海域的波浪能资源多年平均波功率密度和空间分布特征,并计算了各个等深线上的波浪能资源理论蕴藏量,初步估算出舟山外围海域海图10、20 m和30 m等深线上的波浪能理论平均功率分别为537、953 MW和1 256 MW,对舟山海域波浪能开发利用具有一定的参考价值。     

波浪变态模型试验相似关系探讨

对于波浪折射、绕射和反射的影响都较显著的情形,考虑到按传统的波浪变态模型相似关系将模型中的试验数据换算到原型后的偏差较大,论文尝试采用将正态模型时间比尺应用到变态模型中并反推出变态模型波长比尺的方法提出了一种不同的波浪运动相似关系即λL=λl.λthkh。通过工程实例计算表明,该相似关系条件下的变态模型计算结果与原型数值计算结果的偏差要明显小于传统的波浪折射和绕射相似的情况。     

基于3S集成的突发水污染模拟研究

针对当前水污染研究多局限于模型开发,可视化工作较为薄弱的问题,提出了一种基于3S集成的突发水污染模拟方案,并讨论了河流三角化、离散点浓度拟合、基于视域的数据动态加载等关键技术,对松花江某取水口上游突发石油污染事件进行了动态模拟。结论表明,该方法可以形象地模拟污染物的扩散和运移过程,并提供定点的污染监测功能,为污染模型的检验提供了依据,为应急方案的制定提供了全方位的信息支持。     

三峡工程运用初期坝区泥沙淤积与模型试验成果分析研究

根据三峡工程蓄水初期2003年6月-2006年10月坝区河段实测水文及地形资料,对三峡坝区泥沙模型进行了泥沙淤积验证,分析了模型试验成果与原形实测资料间产生偏差的原因,认为三峡坝区泥沙模型的试验结果与原型实测资料基本一致,模型的泥沙淤积规律和淤积分布与原型基本相同,定量预报具有一定精度;造成原型与模型淤积偏差的主要原因是,模型沙的相似性、模型含沙量比尺和冲淤时间比尺的适应性、模型异重流运动的相似性.在此基础上,提出了进一步开展三峡坝区泥沙问题研究和适当调整模型部分比尺的建议.     

闸门流激振动水弹性模型材料研制及其应用

 根据水弹性相似律对模型材料的要求，通过采用复合材料加填增重剂和改变模型材料的配方及生产工艺，研制出一种水弹性模型材料。使其密度和弹性模量均满足不同几何比尺模型的要求。当几何比尺为20时，其动弹性模量为11 720.4MPa，密度为7.37g/cm3几何比尺为13.37时，其动弹性模量为16 822.0MPa，密度为7.39g/cm3。在无侧止水条件下，对用研制的材料制作的三峡深孔孤形闸门模型，进行了流激振动试验。通过测定闸门在运行过程中的振动加速度、支臂的动应力和门页上的水流脉动压力，分析评估了闸门的振动特性。     

黄河流凌过程三维动态可视化系统设计与实现

为实现流凌过程的三维可视化展示,提出一种基于冰水动力学原理的黄河流凌过程三维动态可视化系统的实现方法,通过二维冰水动力学模型模拟流凌演进过程,采用3DMAX多边形建模技术创建冰凌实体三维模型,结合Unity3D技术和C#语言实现二维模型计算成果的三维动态表达。通过界面设计与系统功能开发使该系统具有场景漫游、显隐控制、信息查询、二三维一体化展示等功能,展示效果真实感强、交互性好,实现了对黄河内蒙古河段头道拐弯道流凌过程的三维可视化展示。     

浙东沿海"9711"台风波浪场数值模拟研究

使用SWAN模型计算浙尔沿海海域在“9711”台风下的波浪场分布,并采用矩形网格,对浙江省内的大陈、南麂、琵琶门3个海洋站的实测资料进行验证.结果表明,有效波高实测值与计算值符合良好.通过综合分述模型计算的波浪场,说明SWAN模型能够合理地反映浙东沿海的波浪场.     

基于CATIA的三维地质建模及可视化应用研究

目前在工程地质勘察行业中,基于CATIA软件的三维地质建模技术已日趋成熟,利用CATIA软件对三维地质模型进行展示及汇报,其可视化表达方法可多样化,如材质、航片渲染、飞行虚拟漫游等,但其表达效果从视觉角度来说还存在不足。而将CATIA地质模型转化成IGS或STL格式文件,导入3DS MAX,借助3DS MAX强大的动画制作及渲染功能,来实现三维地质模型的虚拟漫游,其可视化效果对于三维模型来说是一种很好的提升。基于CATIA及3DS MAX软件,结合某隧道工程,重点阐述利用各种软件的优势功能创建三维模型,并沿隧道主体纵剖面综合动态表达隧道地质模型内部空间技术的研究与应用。 