水利工程系水工一体化模拟仿真实训平台一、项目背景水工一体化模拟仿真实训平台选用国内知名大型水电站（拱坝、重力坝、土石坝等）为原型制作，按比例设计加工成三级枢纽动态仿真设备，集仿真演示、模拟实训、数据采集存储和运用等于一体，实现仿真模拟通水演示，通过计算机操控演示得到枢纽大坝及各建筑物运行状态、实现实时界面操作等功能。含PLC智能模块，可实现挑距冲刷坑变化、水流形态变化、水位观测、模拟发电、显示实时状态。该平台可通过演示操作来加深学生对各种电站功能布局的认识，突出实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用，训练学生从事水利水电工程领域的施工和管理等方面工作的基本技能，达到教、学、练一体化的目的。其内容涉及到《水文及水利水电规划》、《水工建筑物》、《水电站》、《水电站建筑物》、《水力学》、《水工结构》、《水利工程施工》、《水轮机》等多门学科。二、项目说明本水工一体化模拟仿真实训平台为某一河流梯级开发的动态模拟，它包括水资源开发与利用的三级水利枢纽，一、二级为水利水电蓄水枢纽，三级为有坝引水枢纽。三级水利枢纽包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整个平台建设要求动态，直观，还能反映水工建筑物的细部结构，用不同颜色的材料表示，模型尺寸大致为16米×8米×3米，设备演示实验用水采用自循环系统供水。整个水工一体化模拟仿真实训平台应具有以下功能和特点:（一）水工建筑物典型，全面，综合性强，有双曲拱坝、重力坝、土石坝，水闸，船闸、渠系建筑物等水工建筑物。（二）各级枢纽可按实际通水，动态模拟，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境的感觉。具有很高的观赏性，直观性。（三）操作控制分触控软件控制、iPad移动式全方位控制两种操作方式，操作方便、灵活。（四）平台中的传动机构采用金属部件，坚固耐用，不变形。（五）设备采用单片机自动程序控制，语音讲解。（六）设备演示时，可清楚的观看到水的各种流态，如电站引水系统的非恒定流现象、坝段渗流、消能及各级枢纽设备的运行操作，如:泄洪，升船过坝，船闸运行等。另外能人机互动，方便教学演示。模型建成后，能为水利学科各专业学生认识实习、专业课实验教学及职工培训所用。参考图片（整体样式）三、实训平台结构要点（一）一级蓄水枢纽及建筑物—双曲拱坝一级蓄水枢纽为某河流水资源龙头开发的动态模拟，一级水利枢纽知名大型拱坝水利枢纽工程为原型等比例缩小制作，其枢纽的主要任务是防洪、灌溉和发电等。主要建筑物包括:挡水大坝、表孔泄水的溢流坝段，两个对称布置的滑雪式溢洪道，放空底孔，水电站引水洞进口建筑物。整个水工建筑物要求透明直观，既能反应建筑物的细部结构，又能进行水库的调度调节及水电站运行的动态模拟演示， 水利工程系水工一体化模拟仿真实训平台一、项目背景水工一体化模拟仿真实训平台选用国内知名大型水电站（拱坝、重力坝、土石坝等）为原型制作，按比例设计加工成三级枢纽动态仿真设备，集仿真演示、模拟实训、数据采集存储和运用等于一体，实现仿真模拟通水演示，通过计算机操控演示得到枢纽大坝及各建筑物运行状态、实现实时界面操作等功能。含PLC智能模块，可实现挑距冲刷坑变化、水流形态变化、水位观测、模拟发电、显示实时状态。该平台可通过演示操作来加深学生对各种电站功能布局的认识，突出实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用，训练学生从事水利水电工程领域的施工和管理等方面工作的基本技能，达到教、学、练一体化的目的。其内容涉及到《水文及水利水电规划》、《水工建筑物》、《水电站》、《水电站建筑物》、《水力学》、《水工结构》、《水利工程施工》、《水轮机》等多门学科。二、项目说明本水工一体化模拟仿真实训平台为某一河流梯级开发的动态模拟，它包括水资源开发与利用的三级水利枢纽，一、二级为水利水电蓄水枢纽，三级为有坝引水枢纽。三级水利枢纽包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整个平台建设要求动态，直观，还能反映水工建筑物的细部结构，用不同颜色的材料表示，模型尺寸大致为16米×8米×3米，设备演示实验用水采用自循环系统供水。整个水工一体化模拟仿真实训平台应具有以下功能和特点:（一）水工建筑物典型，全面，综合性强，有双曲拱坝、重力坝、土石坝，水闸，船闸、渠系建筑物等水工建筑物。（二）各级枢纽可按实际通水，动态模拟，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境的感觉。具有很高的观赏性，直观性。（三）操作控制分触控软件控制、iPad移动式全方位控制两种操作方式，操作方便、灵活。（四）平台中的传动机构采用金属部件，坚固耐用，不变形。（五）设备采用单片机自动程序控制，语音讲解。（六）设备演示时，可清楚的观看到水的各种流态，如电站引水系统的非恒定流现象、坝段渗流、消能及各级枢纽设备的运行操作，如:泄洪，升船过坝，船闸运行等。另外能人机互动，方便教学演示。模型建成后，能为水利学科各专业学生认识实习、专业课实验教学及职工培训所用。参考图片（整体样式）三、实训平台结构要点（一）一级蓄水枢纽及建筑物—双曲拱坝一级蓄水枢纽为某河流水资源龙头开发的动态模拟，一级水利枢纽知名大型拱坝水利枢纽工程为原型等比例缩小制作，其枢纽的主要任务是防洪、灌溉和发电等。主要建筑物包括:挡水大坝、表孔泄水的溢流坝段，两个对称布置的滑雪式溢洪道，放空底孔，水电站引水洞进口建筑物。整个水工建筑物要求透明直观，既能反应建筑物的细部结构，又能进行水库的调度调节及水电站运行的动态模拟演示， 主控模型到从属模型的关联是单向的，因此必须在主控模型中进行更改。为了进一步实现自动化,不仅可以将几何信息集成到模型中,还可以将制造信息集成到模型中,然后直接在从属模型中提取制造图纸,为后续的生产过程、物流和安装提供信息。在由模型驱动的预制混凝土构件和所需的施工顺序中,这些属性被分配给各个主部件,并通过产品制造信息(PMI)进行可视化。目前软件独立的数据交换格式允许这种制造信息的交换。因此，该模板通常可用于任何BIM软件产品。嵌入式结构分析建筑信息模型（BIM）的技术背景是，将三维构件、语义数据、图纸和仿真等对象连接在一起的关系数据库。BIM是一个模型驱动的过程，因此主控模型概念在CAD/CAM软件应用中是一种常见的技术。基于主控模型概念所提出的方法，最主要的目的是3D-CAD模型丰富了几何和静态边界条件、属性，便于后续的有限元分析(FEA)。在自动生成的有限元网格基础上，将钢梁的拱度计算集成到模型中。