面向对象的堤坝渗流可视化研究

论文摘要

堤坝设计中渗流计算是一个重要环节,是其它水工计算和设计的基础。传统的渗流计算只能利用初始计算数据,经过计算之后给出最终数据形式的结果,科学工作者面对的是一堆数学符号,况且堤坝渗流发展又是个不可见的隐蔽的过程,人们通过这些原始抽象的数据很难想象得到其真实的含义,所以对堤坝渗流进行可视化研究具有重要意义。本文目的在于实现堤坝渗流的动态显示,通过数据的可视化,使人们通过视觉器官直接感受到数据内在的本质。本文基于水力学法,建立了透水和不透水坝基上均质堤坝、防渗墙坝的渗流计算模型。实现了人机交互方式输入模型断面和计算参数,自动选择计算模型并进行渗流计算。通过本系统能计算的水力要素有单宽渗流量、浸润线坐标、出逸点高度、出逸点渗流水力坡降、坝外坡出口坡降等。系统开发了测压管设置功能,通过测压管水位和浸润线的动态变化,模拟了坝内渗流发展情况。为了研究各水力要素随计算参数变化规律,系统实现了渗流量、出逸点高度和测压管水位随坝内外水位、防渗墙厚度和防渗墙渗透系数等变化的相关曲线绘制功能。实现了利用对话框和GDI绘图函数进行计算数据的交互式输入和修改,计算最终结果的图形、曲线和动画形式的显示,达到了可视化研究的目的,为用户提供了直观形象的渗流计算工具。通过实例计算和分析证明,系统渗流计算结果正确可靠、形象生动。程序编程采用了C++语言,利用MFC编程框架进行了系统设计,整个程序在Microsoft VC++ 6.0平台上开发,并调试通过。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 渗流理论发展概况
• 1.3 渗流计算研究现状
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 堤坝渗流计算
• 2.1 不透水坝基上均质堤坝渗流计算
• 2.1.1 渗流量和出逸点高度计算
• 2.1.2 出口坡降计算
• 2.2 不透水坝基上防渗墙坝渗流计算
• 2.3 透水坝基上均质堤坝渗流计算
• 2.3.1 透水坝基上渗流计算的基本原则
• 2.3.2 透水坝基上均质堤坝渗流计算
• 2.3.3 出口坡降计算
• 2.4 透水坝基上防渗墙坝渗流计算
• 2.5 多层土地基的情况
• 2.6 本章小结
• 第三章 渗流计算系统开发研究
• 3.1 系统开发语言及开发环境
• 3.1.1 系统开发语言
• 3.1.2 系统采用的数据库
• 3.2 系统开发目标及功能设计
• 3.2.1 系统开发目标
• 3.2.2 系统功能设计
• 3.3 系统结构设计
• 3.3.1 系统结构
• 3.3.2 系统内部组成
• 3.4 系统界面设计
• 3.4.1 菜单栏设计
• 3.4.2 对话框设计
• 3.4.3 工具栏设计
• 第四章 渗流计算系统应用研究
• 4.1 概述
• 4.2 单位设置
• 4.3 模型输入
• 4.4 图形操作
• 4.5 渗流计算
• 4.6 结果查看
• 4.7 实例计算
• 4.7.1 不透水坝基上均质堤坝
• 4.7.2 均质堤坝设置防渗墙
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要成果
• 5.2 程序发展展望
• 参考文献
• 致谢