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淮河是從河南流經(jīng)安徽到江蘇淮安的洪澤湖，目前一期工程的這個入海通道，已經(jīng)滿足不了泄洪的需求，在淮河中下游的流域，共有大小16個蓄滯洪區(qū)，二期工程建成后，將減少這些蓄滯洪區(qū)的使用，減少汛期防汛壓力，從而避免兩岸百姓生產(chǎn)生活的損失。未來在淮安水上立交還會建立一個船閘，這樣淮河入海水道就從一個單純的泄洪通道，變成具備二級通航條件的一條水道，將來就會有2000噸的船從這條黃金水道，從淮安通向大海。

該平臺具備以下四個功能： 基礎(chǔ)信息模塊：周邊及下游流域的基礎(chǔ)地理信息、水文與調(diào)度資料，氣象數(shù)據(jù)； 水資源調(diào)度模塊：水資源調(diào)度方案的制定，調(diào)度前后水資源的分析； 自定義泄洪方案：通過精細(xì)化的參數(shù)設(shè)置，定義多套泄洪方案，對比預(yù)測結(jié)果； 洪峰推演模塊：預(yù)測生成洪水風(fēng)險圖，重點(diǎn)區(qū)域水位過程線，展示洪水分布區(qū)域、水位動態(tài)和流速變化 ； 重要設(shè)施受淹評估：

作為錢塘江最大的支流，分水江流域目前有4座大中型水庫，該水庫群面臨如下問題： 水庫預(yù)報系統(tǒng)缺乏水庫泄洪對下游的沖淹影響評估和汛期下游城鎮(zhèn)村莊的洪澇風(fēng)險的動態(tài)過程預(yù)報，防洪管理過分依賴經(jīng)驗； 水庫群泄洪調(diào)度策略尚未打通，在汛期較難實現(xiàn)錯峰泄洪，現(xiàn)水庫調(diào)度無法兼顧考慮水庫承洪能力和發(fā)電效益，防洪興利矛盾長期存在； 針對雙溪口水庫投入使用后的調(diào)度新狀況，管理人員無法依賴歷史經(jīng)驗

該工程由一座340英尺高的混凝土拱壩、七個低位泄洪道出口、兩個高位溢洪道（溢洪道1和溢洪道2）以及一座大約1003MW的發(fā)電站組成。Boundary水力發(fā)電站的溢洪道和泄洪道排放會導(dǎo)致溢洪道下游的尾水和下游河段產(chǎn)生高濃度的總?cè)芙鈿怏w(TDG)。為了減少這些氣體的產(chǎn)生，委托進(jìn)行研究以確定溢洪道結(jié)構(gòu)的修改方案。研究中許多水力設(shè)計問題的解決嚴(yán)重依賴于數(shù)值水力模型的結(jié)果。

: rgb(255, 255, 255);">，為研發(fā)人員優(yōu)化設(shè)計尾礦泄洪通道提供有力的參考依據(jù)。

PART.1常用計算分析模塊主要包括水庫庫容分析、壩頂高程計算、穩(wěn)定與應(yīng)力計算、泄洪規(guī)模分析、消能防沖分析、水面線計算； 圖：水庫庫容分析 圖：泄洪規(guī)模分析PART.2方案設(shè)計模塊主要包括常用壩段強(qiáng)參數(shù)化模型、壩段動態(tài)布置、壩段組合優(yōu)化（自動裝配技術(shù)實現(xiàn)壩段“增、刪、改”）、擋水壩段自動布置、建基面自動創(chuàng)建與分割、廊道挖除、壩體材料自動拆分、平馬道開挖面自動化

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</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;實現(xiàn)了壩段強(qiáng)參數(shù)化模型、“無骨架”樞紐動態(tài)布置與優(yōu)化(自動裝配技術(shù)實現(xiàn)壩段“增、刪、改”)、擋水壩段自動布置、建基面自動創(chuàng)建與批量分割、壩體材料自動拆分、平馬道開挖面快速設(shè)計、水位庫容曲線、壩頂高程、泄洪能力等常用計算分析等功能。

Mürz河的年平均流量為14 m3/s， 三十年一遇和百年一遇的特征泄洪量分別為215.0 m3/s和275.0 m3/s。 在約40公里的河流范圍內(nèi)，有25座小型徑流河流水電站。根據(jù)用戶反饋，在流域中標(biāo)記了7個強(qiáng)降水警告關(guān)注點(diǎn)，對泄洪警告和洪水淹沒地圖/警告的關(guān)注點(diǎn)數(shù)量分別為 5 和 6。由于可用計算時間非常有限，因此必須將關(guān)注的區(qū)域進(jìn)行劃分。

遠(yuǎn)算為千島湖小流域搭建的數(shù)字孿生平臺，以流域數(shù)據(jù)為底板，接入實時天氣預(yù)報，借助高性能并行計算，驅(qū)動國產(chǎn)可控水文水動力耦合模型，針對大概250km2流域范圍，可提供未來24小時的洪澇風(fēng)險精細(xì)化預(yù)報信息，實現(xiàn)水庫高水位運(yùn)行時洪澇風(fēng)險動態(tài)預(yù)演和極端暴雨場景下的洪澇風(fēng)險預(yù)演，助力防汛科學(xué)精準(zhǔn)決策，優(yōu)化水庫泄洪調(diào)度方案，支撐防汛應(yīng)急預(yù)案。

遠(yuǎn)算將數(shù)值仿真技術(shù)與水利行業(yè)創(chuàng)新性地融合，自主研發(fā)了大壩健康管理數(shù)字孿生平臺、城市內(nèi)澇預(yù)警數(shù)字孿生平臺及流域洪澇風(fēng)險管理數(shù)字孿生平臺等水利數(shù)字孿生系列產(chǎn)品，實現(xiàn)大壩健康、水庫泄洪、洪峰推演與城市內(nèi)澇的全流域數(shù)字孿生耦合聯(lián)動。

下圖是胡佛水壩的泄洪通道，泄洪時的高速水流會產(chǎn)生巨大的負(fù)壓區(qū)和大量的空泡，空泡潰滅在洞壁處挖了一個巨大的洞（紅色箭頭所指的是洞口，洞旁紅圈所圍住的白色部分是一個工作人員）。　　　　圖6 胡佛水壩溢洪道由于空蝕形成的大洞 (圖片來源：參考文獻(xiàn)[3])　　另一個例子是水翼、螺旋槳、水輪機(jī)葉片。由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在物體表面的低壓區(qū)也會產(chǎn)生大量的空泡。

泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等。②輸水建筑物：輸水洞、引水管、渠道。取水建筑物：進(jìn)水口、進(jìn)水閘、揚(yáng)水站。③專門建筑物：電站廠、船閘、升船機(jī)、魚道、筏道等。④整治建筑物：用來整治河道、改善河道 的水流條件，如丁壩、順壩、導(dǎo)流堤、護(hù)岸等。

遠(yuǎn)算以先進(jìn)的國產(chǎn)可控水利專業(yè)模型為核心，借助高性能并行計算，構(gòu)建水利設(shè)施設(shè)備及流域內(nèi)澇數(shù)字孿生體系，并利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)持續(xù)率定參數(shù)優(yōu)化模型，通過水工建筑物安全管理，流域洪澇和水資源管理，城市內(nèi)澇預(yù)報預(yù)警三大應(yīng)用場景全方位助力數(shù)字孿生水利建設(shè)運(yùn)行安全管理，實現(xiàn)水庫泄洪、洪峰推演、流域洪澇與城市內(nèi)澇的全流域數(shù)字孿生耦合聯(lián)動，推進(jìn)水利數(shù)字孿生一體化建設(shè)。

如潰壩、泄洪、排澇等明渠流動廣泛應(yīng)用于天然河流、人工河道和專業(yè)水工建筑物中，在與明渠有關(guān)的水力學(xué)設(shè)計中，明渠斷面形狀、渠道形狀、底坡和渠道粗糙度應(yīng)滿足最佳水力斷面和無沖淤流速的要求，以滿足河流或渠道系統(tǒng)的輸水能力。 其次，在滿足基本水力設(shè)計的基礎(chǔ)上，要滿足水閘、大壩、堰和泄水建筑物中水流的穩(wěn)定流態(tài)，并盡量控制偏斜、脫墻、回流和渦流等不利流態(tài)。

在大會上，遠(yuǎn)算介紹了結(jié)合數(shù)值仿真技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，驅(qū)動自有國產(chǎn)可控水利專業(yè)模型的數(shù)字孿生解決方案，通過構(gòu)建數(shù)字孿生工程、數(shù)字孿生流域、智慧城市防澇等水利數(shù)字孿生應(yīng)用場景，實現(xiàn)水庫泄洪、洪峰推演、流域洪澇與城市內(nèi)澇的全流域數(shù)字孿生耦合聯(lián)動。

</p><p>該案例比較簡單，但通過該案例可延伸到潰壩、泄洪，海洋平臺浮動等較為復(fù)雜的仿真問題。</p><p><strong>1 前處理設(shè)置</strong></p><p>采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。