水利體系計算機仿真分析論文

　　1水利仿真系統結構

　　單元結構：水庫水位的影響因素通常很多，其中包括入出庫水量和環(huán)境因素等。更細致地講，上游水庫放水量決定入庫水量；出庫水量包括流入下流水量、農業(yè)灌溉用水量、附近居民生活用水量等；而環(huán)境因素主要分為降水量和蒸發(fā)量。Uik:入口閥門(mén)開(kāi)度;Uok:出口閥門(mén)開(kāi)度;Usk:周邊居民生活用水閥門(mén)開(kāi)度;Ugk:灌溉閥門(mén)開(kāi)度;Qik:入庫水流量;Qok:出庫水流量;Qsk:居民用水流量;Qgk:灌溉水流量;Rk:降雨量;Zk:蒸發(fā)量;Tk:水溫;Wk:水質(zhì)

　　2水利系統數學(xué)模型描述

　　水利系統的數學(xué)模型是在單個(gè)水庫的數學(xué)模型的基礎上，通過(guò)級聯(lián)的形式而形成的。與單個(gè)水庫調節系統相比，水利系統不僅包含了水位調節，而且包括了水利數據信息及控制信息的傳輸以及水文監測總站對各個(gè)水庫及水文站的調控。建立水利系統的數學(xué)模型，要把多個(gè)單一的水庫的數學(xué)模型聯(lián)合起來(lái)，通過(guò)解微分方程組的形式，得到級聯(lián)的局部水利網(wǎng)絡(luò )水量調控系統的數學(xué)模型。公式符號與含義Qi1:整個(gè)水利網(wǎng)絡(luò )的輸入量;Qo2:第2號水庫的出庫流量Qo6:整個(gè)水利網(wǎng)絡(luò )的輸出量;Qs2:第2號水庫周邊居民生活供水量H2:第2號水庫的當前水位;Qg2:第2號水庫對農田灌溉的供水量Qi2:第2號水庫的入庫流量;R2:第2號水庫所在地區的降水量Z2:第2號水庫地區蒸發(fā)量;備注：以2號水庫為例

　　3水利系統數學(xué)模型實(shí)現

　　用定步長(cháng)四階Runge-Kutta法來(lái)實(shí)現水利系統的數學(xué)模型：6個(gè)一階微分方程組成的方程組。下面介紹實(shí)現四階Runge-Kutta法的兩個(gè)子過(guò)程RK4和DUMB。子過(guò)程RK4（Y（），DYDX（），N，X，H，YOUT（））可以用來(lái)求某一小區間中某幾點(diǎn)的函數值，調用一次向前積分一步。子過(guò)程RKDUKB是連續調用子過(guò)程RK4計算出某一區間上的值，此時(shí)該區間長(cháng)度可較大，但積分步長(cháng)都比較小。下面詳細介紹上面所講的兩個(gè)子過(guò)程�？山Y合模型方程組，利用上述兩個(gè)子過(guò)程來(lái)實(shí)現水利系統數學(xué)模型。

　　4小結

　　科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了水利水電工程的現代化進(jìn)程，同時(shí)對水利提出更多更高的工程要求。大型水利工程的建設采用計算機技術(shù)可以實(shí)現數字化水利系統，實(shí)現水文仿真系統以及三維可視化等。本文給出了計算機水利工程仿真系統單元結構圖與總體結構，提出其相應的數學(xué)模型，運用四階龍格-庫塔法采用VisualBasic實(shí)現了水利系統數學(xué)模型。

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