白江河电站拱坝优化设计

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1、国内图书分类号：TV314学校代码：11437国际图书分类号：626密级：公开工程硕士学位论文白江河电站拱坝优化设计TheArchDamDesignOptimizationofBaijiangRiverHydropowerStation研究生：江柳蓉校内导师：尹志刚（教授）企业导师：郑铎（研究员）专业领域：水利工程研究方向：水工结构培养学院：水利与环境工程学院培养方式：全日制答辩日期：2015年12月25日原瑚程声明本人郑堇声明：所呈交的硕±学位论文是本人在导师指导下涯巧的硏充工作及取得的研巧跋果。駭文中己经注巧引用的內容外，本学位论文不營任

2、何其他个入或集体己经发表或撰写巧的研巧成果。对本学位论文的研究破出重要贾献的个入和集体。，巧己在文中拱明滿方式掠明揭本学检论文引起的法律结累完全也本人承担。＾社，口．作者签名：日期Ｐ：／孝位论文版披使用擾紋书本学位论文作者及指导教师完全了解长春工程学院硕±学位论文使巧规定，周意长春工趕学晓保留并向屆家有关部口或机构送交学位逆文的复巧件和电子版。本人授权长春工程学鶴可Ｕｉ将本学位论文的全部或，化许论文被查阅和借閱郁分巧容编入有关数据库进巧检索，也可采用影印、缩巧或扫描等复制手段保存郝汇编学粒论文。护托？近

3、作者签名：衾日期：如￣‘。？店校内导师；章＾削日期：Ｍ校外导师：参ｆ日期：Ｊｐ龙心若气＼长春工程学院工程硕士学位论文摘要近年来，随着水工筑坝技术、设计水平、优化算法以及计算机技术的快速发展，拱坝优化作为节省工程投资的重要手段之一,得到了坝工设计者的重视。其中，白江河电站作为靖宇县电力发展计划中的重要结点性工程，继初步设计阶段后急需进行优化设计。首先，进行算法比选，为白江河电站拱坝优化设计选择合适的优化算法。本文分别从求解精度、收敛速度、初值敏感性以及局部性等方面进行算法比选，为本次优化任务选择优化算法，确定将多岛遗传算法（MIGA）

4、与改进序列二次规划法（NLPQL）相结合，即在优化过程第一步中使用MIGA计算，第二步采用NLPQL在第一步的计算结果中进行择优。算例结果表明，该算法具备较高精度，并能在尽量少的计算量中获取全局最优解，是理想的拱坝优化算法。其次，选定拱坝优化目标函数和约束条件。本次优化任务以坝体筑坝方量为优化目标，以坝顶水平拱圈中心线半径、坝顶宽度、拱冠梁底部宽度以及拱冠梁上游面几何参数特征值为优化设计变量，考虑应力约束、稳定约束与几何约束条件。鉴于白江河坝址处于严寒地区，气温年度变幅较大，工程设计上采用坝体上下游面均喷涂5cm厚聚氨酯泡沫塑料作为坝体保温措施，计算

5、温度应力考虑了保温层效果。最后，应用多参数优化集成分析软件（ISIGHT）、ABAQUS有限元分析软件与CATIA（计算机图形辅助三维交互应用软件）集成开发，完成白江河拱坝优化设计工作。该集成方式充分发挥了CATIA参数化建模、ABAQUS有限元非线性分析和ISIGHT集成优化的优势，并用MATLAB进行有限元等效应力的计算。与常规坝体的设计方案相比，在满足约束条件的前提下，白江河电站拱坝优化后，于体形特征方面，不改变坝顶宽度，减小拱冠梁底部宽度3m，降低上下游面倒悬度，整体坝形变薄，厚高比降低22.6%，拱顶中心角增加8.76°，优化后坝体筑坝方量

6、降低20.5%，经济效果显著。关键词：拱坝；优化；寒区；ISIGHT；CATIA；ABAQUSI长春工程学院工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentinthehydraulicdammingtechnology,thedesignoptimizationandthecomputertechnology,archdamoptimization,asoneofthemostimportantmethodsofsavinginvestmentinengineeringproject,hasb

7、ecomeabuzzwordintheindustry.Amongmanyofwaterconservancyprojects,BaijiangRiverHydropowerStation,whichisapivotalnodeofelectricpowerdevelopmentplaninJingyuCounty,isinurgentneedofoptimizationafterthepreliminarydesignstage.Thealgorithmcomparisoninthefirstplace,fortheBaijiangRiverHyd

8、ropowerStationArchDamoptimizationchoosestheappropriate