仿真试验平台：整合科技创新与应用实践

（1）数值仿真平台的架构及功能

数值仿真平台通过自主开发的基于Visual Fortran语言进行编写的核心程序，可完成各种复杂系统的水力过渡过程分析，并可以方便实现与VC++、VB等语言之间的调用。

数值仿真平台的主要架构如图4-4所示。

该仿真平台对计算机性能的要求宽泛，对于简单的水力系统在普通PC上即可实现快速便捷的计算分析，对于复杂的水力系统通过小型机也易实现，对于特别复杂的水力系统可通过大型机进行高性能并行计算来实现。

目前，该仿真平台主要依托曙光高性能计算实验室的并行计算机群开展计算分析。数值仿真平台的主要功能如下：

①可进行有压管道、明渠及管渠结合等复杂水力系统的水力过渡过程仿真。

②可模拟各种复杂边界条件，如机组：水泵、水轮机、水泵水轮机、冲击式水轮机等；阀门：蝶阀、闸阀、球阀、调流阀、减压阀、止回阀、空气阀等；水锤防护：常规阻抗调压塔、单向调压塔、溢流式调压塔、空气罐、双室式调压塔、超压泄压阀、爆破膜等。

③平台仿真计算的精度为10-6。

（2）试验仿真平台的组成及功能

试验仿真平台的主要功能有：(www.xing528.com)

①可进行水泵、水轮机等复杂水力系统的水力过渡过程仿真。

②可测定水泵机组的静态全特性曲线。

③可模拟各种复杂工况，如机组启停机的水力过渡过程，阀门启闭的水力过渡过程。

图4-4 水力过渡过程数值仿真平台基本架构

图4-5 水力过渡过程模型试验平台

④可自动记录并生成水力过渡过程中的主要参数变化曲线。

安装在试验台各部的测定各动态工况参数的传感器，将机组转数、通道中特征点的水压力、轴端力矩等参数的瞬变特性传输给应变仪放大，再由示波器记录，从而得到水力过渡过程的动态特性。

（3）仿真平台的应用

仿真平台在总体上达到国际先进水平，已经成功应用于国内20余项大型输调水工程，如大伙房供水工程（二期）、南水北调工程、东深供水工程、新疆东延供水工程、新疆伊犁扬水灌区供水工程、庐山莲花台供水工程、绍兴小舜江供水工程、福建湄州湾供水工程等。