[发明专利]一种枢纽工程泄洪消能工参数化动态设计方法

权利要求书

1.一种枢纽工程泄洪消能工参数化动态设计方法，其特征在于，包括：

S1、获取泄洪消能工模型参数和模拟所需模型编号、模型名称；所述模型参数包括：选择泄洪消能工基础类型、泄洪建筑物尺寸参数和消力池尺寸参数；存入数据库中并调用相关的预设模型零件并对其细部尺寸进行修改；

S2、建立装配轴和装配面，将泄洪消能工模型零件进行装配；以泄洪建筑物模型为基础建立流场模型；导出ACIS格式；

S3、通过对Gambit的二次开发完成；使用python根据存入数据库中的消能工类型选择相应的journal文件，并根据泄洪建筑物尺寸参数和消力池尺寸参数对该journal文件的分网参数进行自动修改；Gambit自动调用流场模型文件和修改后的journal文件，完成自动分网并导出网格文件；

S4、获取水流进口速度大小、湍流强度、湍流粘性比、库朗数、上游水位、下游水垫塘水位、模拟时长的求解参数，并保存；

S5、流态模拟计算，通过对fluent进行二次开发；采用两相流模型，k–ε湍流模型进行迭代计算；

S6、模拟计算时，根据模拟信息数据中选择的模拟内容，生成水流流态云图、水流流速云图、坝体应力云图；显示所述云图；

S7、对于云图细化分析及特征点数据提取，生成泄洪建筑物安全风险评估结果；

在S4和S5中间存在求解信息参数的输入和匹配步骤,具体包括：

S201、求解信息参数输入：求解信息的参数用于确定水流条件；在系统的求解信息参数参数界面输入相应水流条件的水力学参数，包括：水流进口速度大小、湍流强度、湍流粘性比、库朗数、上游水位、下游水垫塘水位、计算步数、每步迭代次数、每次迭代间隔参数；

S202、求解信息的录入：输入的求解信息录入数据库，并生成一条求解信息数据；

S203、模拟信息的录入：在系统的泄洪流态模拟界面中选择模型库中建立好的模型和数据库中录入的求解信息；做到不同的模型和不同的求解信息的匹配，达到模拟不同水流条件下不同泄洪建筑物泄洪情况；生成的模拟信息会自动录入数据库并生成一条模拟信息数据；

S7具体步骤包括：

S701、对Tecplot进行二次开发，通过Tecplot中内置的Macro功能；预编写Tecplot可识别的mcr文件，在文件中写入数据导入、云图细化、坐标显示、图像导出语句；

S702、查看云图后处理时，生成泄洪建筑物安全风险评估结果，通过运行tecplot程序并将图形显示页面显示在前台；

S703、使用python编写的可执行程序，为Tecplot提供详细信息的自动提取和录入；用户按住CTRL+SHIFT，并用鼠标左键点击需要详细信息的点，得到该点的具体坐标及计算数据，计算数据的内容根据步骤S5中用户预设的需求数据决定，提供该点流速、水气比、应力；提取到的数据会自动录入数据库并在系统前台界面显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2步骤，包括：

S101、获取界面参数输入；

S102、在数据库查询并调用已有模型；

S103、创建零件模型和坝体装配体；

S104、创建流场模型以及泄洪流场装配体；

S105、将建立好的模型格式通过CAD导出为ACIS格式模型；

S106、获取模型信息数据的录入；

S107、将流场模型在前台显示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3步骤，包括：

S301、选择录入数据库中的模拟信息，识别所述模拟信息中匹配的模型；每个模型都有唯一对应的模型ID，通过识别模型ID来匹配相应的Journal文件；

S302、Journal文件的自动修改；

S303、模型文件的自动读取：使用python语言开发脚本，用于自动运行Gambit程序，并读入选中模拟信息对应的模型；

S304、对应所述模型的模型ID自动读取相应的journal文件，实现自动分网并导出网格文件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5步骤，包括：

S501、Fluent自动计算的二次开发通过fluent软件中开放的journal日志文件进行；

S502、根据模拟信息数据中的模型ID确定网格文件文件名，根据模拟信息数据中的求解信息ID确定相应求解信息中的各个水力参数；

S503、计算采用VOF两相流模型，标准k–ε湍流模型:

公式1：

μi＝ρC_μk²/ε

公式2：

公式3：

其中，ρ为流体密度；G_k为层流速度梯度引起的湍流动能项；G_b为浮力引起的湍流动能项；Y_m为可压缩湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响；C_ξ1，C_ξ2为常数；σ_k为湍流Prantl数；μ为黏度；μ_t为湍流黏性系数；k为湍流动能,m2/s2；

ε为湍流耗散率；

进行迭代计算。