自动模拟计算多方案城市大型缓流景观水体流态的设计方法技术

本发明专利技术涉及一种自动模拟计算多方案城市大型缓流景观水体流态的设计方法，首先建立大型缓流水体流态评价指标；然后一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案；通过编程、建立工程文件(＊.CAS文件)、录制脚本文件(＊.JOU文件)将各部分模拟计算过程集成，程序自行修改边界条件并计算每种方案，从而实现多方案模拟计算的自动化。应用本发明专利技术方法只需进行一次网格划分和边界条件设置，节省了大量时间。特别是当设计的可能的进水口较多，则现有计算方法很难将全部方案进行模拟计算。根据本发明专利技术方法筛选的最佳方案与现有计算方法得到的方案比较，水体平均流速明显提高、流速分布更加均匀，滞留区水域明显减少，改善了缓流水体水动力条件，进而改善水体水质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种城市大型缓流景观水体循环的设计方法。
技术介绍
现阶段使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics简称CFD)软件对景观水体进行流态模拟的研究，大多都是手工选取几个方案进行比选。这些方法人为因素大， 主观性强，未必能选出最优的方案。这种情形缘于受困CFD软件本身。CFD软件在计算流态前需要将整个流体划分为网格，并对进口、出口等边界条件做特定的设置，有的还在进口、 出口加密网格以强化模拟效果。因而，在设计过程中如果改变进口位置和大小，就涉及到重新划分网格和设定边界条件，而大型景观水体网格数量少则几千个，多则几十万个，网格生成极为耗时，且易出错，生成网格所需要的时间常常大于实际CFD计算时间；此外，CFD模拟计算时一般需要通过界面进行多次人机交互、参数选择来完成。正是这些困难限制了流态模拟中进行大量方案比选的可能性。
技术实现思路
针对目前许多城市水体多呈封闭、滞流、水体水质极易恶化的问题，采用水体循环方式，以提高水体流速，改善水动力条件，进而改善水体水质，提升水环境质量。本专利技术提出了一种自动模拟计算多方案大型缓流景观水体流态的设计方法，通过提出对大型缓流水体流态的评价、对网格划分和边界条件设定的改进，经编程与集成，实现了水体流态多方案模拟计算的自动化设计。本专利技术的技术方案如下一种，步骤如下1)建立大型缓流水体流态评价指标；2) 一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案；3)通过编程、建立工程文件(*. CAS文件)、录制脚本文件(*. JOU文件)，将各部分模拟计算过程集成，程序自行修改边界条件并计算每种方案，从而实现多方案模拟计算的自动化。本专利技术的评价指标为水体流速的加权均值权利要求1.，其特征是步骤如下1)建立大型缓流水体流态评价指标；2)一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案；3)通过编程、建立工程文件(*. CAS文件)、录制脚本文件(* . JOU文件)将各部分模拟计算过程集成，程序自行修改边界条件并计算每种方案，从而实现多方案模拟计算的自动化。2.如权利要求1的设计方法，其特征是评价指标为 水体流速的加权均值 方差3.如权利要求1所述的设计方法，其特征是一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案如下网格划分将所有可能的进水口均设置为进口边界，其流速需根据各循环方案中进口状态、面积和循环总流量等因素进行实时设定，对所有进口做加密处理，强化模拟效果；根据进水口的宽窄、现场条件、结合景观设计要求将进水口分为两类点进水口和面进水口 ；对于出水口，根据具体情况进行加密；其他的边界，设置为壁面边界。4.如权利要求1所述的设计方法，其特征是所述的实现模拟计算的自动化的方法如下1)编程与文件设置 ①循环方案设置当循环流量一定，且同一循环方案的各进水口流速相等条件下，循环方案总数计算公式为5.如权利要求3所述的设计方法，其特征是网格划分采用非结构三角形网格。全文摘要本专利技术涉及一种，首先建立大型缓流水体流态评价指标；然后一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案；通过编程、建立工程文件(＊.CAS文件)、录制脚本文件(＊.JOU文件)将各部分模拟计算过程集成，程序自行修改边界条件并计算每种方案，从而实现多方案模拟计算的自动化。应用本专利技术方法只需进行一次网格划分和边界条件设置，节省了大量时间。特别是当设计的可能的进水口较多，则现有计算方法很难将全部方案进行模拟计算。根据本专利技术方法筛选的最佳方案与现有计算方法得到的方案比较，水体平均流速明显提高、流速分布更加均匀，滞留区水域明显减少，改善了缓流水体水动力条件，进而改善水体水质。文档编号G06F17/50GK102360400SQ201110310189公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日专利技术者康孟新, 王祎, 田一梅, 申海亮 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．自动模拟计算多方案城市大型缓流景观水体流态的设计方法，其特征是步骤如下：１）建立大型缓流水体流态评价指标；２）一次划分网格用于模拟计算多种进水口方案；３）通过编程、建立工程文件（＊．ＣＡＳ文件）、录制脚本文件（＊．ＪＯＵ文件）将各部分模拟计算过程集成，程序自行修改边界条件并计算每种方案，从而实现多方案模拟计算的自动化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田一梅，王祎，申海亮，康孟新，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12