随着中国西部大开发战略的逐步实施以及国家电力能源结构的调整,水电资源开发力度加大,将有越来越多的大坝被修建,特别是高拱坝。高拱坝体形设计是关系到大坝安全和经济的关键技术问题。本文对中国目前高拱坝设计程序和设计手段进行了系统总结,重点研究了高拱坝体形优化决策系统,为高拱坝体形优化的科学决策提供了实用的工具。具体研究工作如下: 1.本文对国内拱坝优化设计的发展和现状进行了总结,提出了高拱坝体形优化决策系统的设计思路以及基本构架,系统采用主从式结构程序设计,并且具有较好的可扩展性。 2.对并行计算环境进行了深入研究。利用计算机局域网络,搭建了基于MPI的Windows操作系统下的小集群,作为高拱坝体形优化决策系统的计算环境。采用并行环境下的模拟退火算法和复形法对拱坝进行体形优化设计。 3.按照参数化原则,建立了参数化的拱坝模型,利用可视化编程语言VB.NET,实现了高拱坝体形优化决策系统的可视化设计。利用VB与CAD、CAD与3DMAX的连接,提供了拱坝体形的二维、三维以及动画显示,并通过对拱坝体形特征参数的显示,给决策者提供全面的体形信息。 4.以溪洛渡双曲拱坝为例,实现了拱坝体形优化设计,取得了较为理想的体形。在此基础上,提出了高拱坝体形多目标优化的思路。