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混凝土重力坝因其自身的优点,在水利工程建设中应用广泛,但其设计复杂、计算量大,给设计人员带来了重大困难。而我国一部分设计人员仍在使用手算或使用Excel公式编辑器进行计算,这种传统的方法存在操作复杂、可视化程度低、数据管理能力弱和工作效率低等问题。随着计算机辅助设计技术的快速发展,运用计算机辅助设计技术可以提高重力坝的设计水平,减轻计算工作量。但目前仍没有一套功能齐全、符合设计习惯的混凝土重力坝可视化设计软件,因此,本文针对上述问题对混凝土重力坝的可视化设计软件开发进行了研究,研究的主要内容包括以下几个部分: (1)通过和设计人员进行交流,进行软件的需求分析,并以Visual C#程序语言和.net开发环境为基础,建立了用户友好、交互性强且符合设计习惯的多项目并行运行的系统框架结构和系统界面,具有运行稳定、操作简便、可视化强等优点; (2)以计算机图形学理论为基础,结合DirectX、GDI+技术、参数化绘图技术开发了基于DirectX3D的二维绘图控件,对混凝土重力坝的挡水坝段和溢流坝段的三维建模进行了初步探索,使用GDI+技术实现了二维图形的绘制; (3)以XML数据库理论为基础,对本系统的数据库进行数据结构设计,实现了系统多文档(不同项目)数据的存储管理、读写操作和不同模块数据的快速传递; (4)基于DXF的AutoCAD二次开发技术和Office的ActiveX组件技术,建立了DirectX到AutoCAD的图形输出接口,建立了系统数据库到Word的数据输出接口; (5)以混凝土重力坝应力与稳定分析计算规范理论为基础,通过对计算理论的参数化和模型化,实现了重力坝的坝顶高程计算、体型设计和应力与稳定分析; (6)以复合形算法理论为基础,建立了以重力坝剖面面积最小的目标函数,以上游折坡高度、上游折坡宽度和下游折坡宽度为设计变量,以坝趾和坝踵应力规范要求为性态约束条件的优化模型,实现了混凝土重力坝基本剖面优化的可视化设计,计算结果表明优化结果可靠。