Гибридное моделирование в проектировании гидротехнических сооружений и FLOW-3D® как средство его реализации

Одним из важнейших элементов проектирования гидротехнических сооружений является моделирование движения потока воды через сооружения. Вследствие того, что гидротехнические сооружения в большинстве своем являются уникальными по расположению, конструкции, расходам воды и пр., гидравлические явления на них также являются уникальными. В настоящее время широко используются два вида моделирования – физическое и математическое моделирование.

В физическом моделировании, основанном на экспериментальных исследованиях модели объекта (гидроузла, самолета, корабля и пр.), имеется основная проблема практической ценности и применимости получаемых результатов к натурному объекту. Основным преимуществом физического моделирования является наглядность.

Математическое моделирование гидравлических явлений реализуется, как правило, в виде численного моделирования (за исключением задач фильтрации). Оно позволяет получить экспресс оценку проектного решения, проводя расчеты с большим количеством вариантов, на ранних стадиях проектирования и, при необходимости, произвести его корректировку. Используемые в программных пакетах трехмерного математического моделирования уравнения Рейнольдса, описывающие потоки в гидротехнических сооружениях, являются незамкнутыми. Поэтому при реализации численного моделирования важными факторами, определяющими достоверность результатов расчетов, являются как выбор модели турбулентности, так и задание параметров этих моделей, которые зависят главным образом от геометрической формы и, как правило, заранее не известны. Одним из инструментов, позволяющих проводить трехмерное моделирование безнапорных течений, является программный комплекс FLOW-3D.