拱坝优化分析：多拱梁法与可视化技术

"基于多拱梁法拱坝优化结果的可视化" 本文主要探讨了如何利用多拱梁法对拱坝进行形体优化分析，并通过可视化手段提高数据处理的效率和准确性。作者陈向前和谢刚来自河海大学土木工程学院工程力学系，他们采用序列二次规划方法对拱坝的几何模型进行优化，旨在找到最小化体积的目标函数对应的最优解，以实现混凝土拱坝的体形优化设计。 在拱坝的优化设计中，拱冠梁断面和拱圈剖面的特征参数被用作设计变量。通过调整这些参数，根据几何、应力和稳定约束条件进行计算，直至找到使得坝体体积达到极小值的解。这一过程中，使用FORTRAN语言编写的程序用于存储和处理原始及优化结果数据。 然而，传统FORTRAN语言的图形编辑和输出功能有限，特别是在处理大量数据时，检查数据正确性和进行可视化工作十分不便。因此，研究者利用Visual Fortran语言编写了与AutoCAD软件的接口子程序，将数据转换为DXF格式，这样可以通过AutoCAD的强大图形编辑功能实现数据的可视化，大大提高了数据检查的效率和准确性。 文章中提到，拱坝体形优化的数学模型是一个非线性问题，序列二次规划方法因其高精度和快速性成为求解的优选。该方法涉及二次规划的数学模式，包括WOLFE的修正单纯形法和LEMKE的互补性解法。通过这些方法，可以有效地寻找满足约束条件的最优设计变量。 这篇首发论文提供了拱坝形体优化的一种有效途径，通过结合多拱梁法、序列二次规划以及AutoCAD的可视化技术，解决了数据处理和检查的难题，对于拱坝设计领域的优化研究具有重要意义。