方向四 水利工程流体力学数值仿真与优化设计
水利工程中的溢流坝、溢洪道、泄洪洞等泄流消能，溃坝洪水演进，隧洞通风等问题均属于流体动力学研究范畴，水流和风流场的紊动特性复杂，某些情况下会制约工程安全。实验室从以下三方面开展研究工作：
（1）复杂地下工程施工期风流场模拟与通风优化设计。研究大型水电工程地下洞室群施工期风流场及污染物浓度分布，校核设计通风方案合理性，对通风方案的合理性进行校核和优化设计。
（2）水利水电工程失事洪水演进仿真与风险评估。研究基于倾斜摄影的三维点云分类识别算法，建立点云数据—枢纽区DEM—流体动力学仿真模型的快速生成方法，研发结构动力分析与流体动力学仿真的数据接口，实现不同毁伤状态下溃坝洪水分析，以及基于GIS的快速化损失统计与风险评估。
（3）泄水建筑物流体动力学仿真及泄流优化设计。对泄水建筑物不同工况下的泄流过程进行流体动力学仿真，分析泄水流态、流速、泄流能力、以及水流扩散规律，提出泄水建筑物布置及体型设计优化方案。
（4）景观水力学仿真分析方法。课题组采用FLOW-3D等软件，基于VOF自由表面追踪方法以及多区块结构化网格技术，对瀑布泄流流态进行水力学数值仿真分析，避免瀑布在枯水期形成劣质景观现象。在全幅瀑布水力学计算及九龙出口连接段计算时为了模拟更复杂的边界条件，采用大型流体力学计算软件FLUENT进行仿真模拟，实时呈现全幅瀑布壮观的场景，观摩娱乐。
