CN117764001A - 基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法、设备及介质，该方法包括以下步骤：1)建立建筑虹吸排水管网的完整管网系统的BIM模型；2)提取BIM模型中屋面排水沟和虹吸雨水斗几何模型和水力计算参数属性，确定计算范围和计算边界条件，建立三维计算流体力学分析CFD模型；3)优化雨水斗布设位置；4)提取BIM管网IFC属性数据建立Modelica管路系统仿真模型；5)基于Modelica管路系统仿真模型对管路系统进行仿真计算，根据管路系统运行情况对管路设计不合理的地方进行优化；6)建立消能井的CFD仿真模型，并建立基于管网FMI数据的联合仿真模型；7)复核虹吸消能井的消能效果。本发明方法能够在建筑设计、施工、运维阶段为虹吸系统提供全方面的复核与预测。
Description
技术领域
本发明涉及建筑给排水设计技术，尤其涉及一种基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法、设备及介质。
背景技术
现代机场航站楼、高铁站房、体育场等公共空间建筑的屋面结构通常具有跨度大和空间造型复杂等特点，对屋面雨水排水系统设计提出了更高要求。虹吸排水系统由于其排水性能优异、排水量大、悬吊管布置灵活等优点被广泛运用于大空间、大跨度、大容量的建筑中，然而，现有虹吸系统的排水设计方法采用满管流理想状态假设开展多个虹吸雨水斗的一维水力计算复核，未充分考虑不同屋面形式雨水径流、虹吸实际启动和形成条件；采用三维计算流体力学(CFD)技术开展虹吸排水过程分析虽然较为精确，但是由于计算效率问题难以应用于全局管网水力计算。如何在设计阶段充分考虑虹吸排水系统运行阶段排水性能，对于实现屋面雨水高效排出和屋面安全使用性能具有重要工程价值。
随着建筑信息化模型(BIM)相关技术不断成熟，在方案初步设计和深化设计阶段开展给排水系统三维设计和施工深化，已经逐步在工程中得到广泛应用。在设计阶段直接基于BIM模型开展虹吸排水系统选型计算、全局管网水力计算，可以实现虹吸排水性能化设计和全局管网优化，充分考虑具体屋面形式和实际排水管网方案在实际投入运营阶段排水性能，从而实现虹吸排水系统性能化设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法、设备及介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，包括以下步骤：
1)根据建筑屋面和虹吸雨水排水系统初步设计方案，建立建筑虹吸排水管网的完整管网系统的BIM模型，BIM模型包括屋面排水沟、虹吸雨水斗、管网(尾管、悬吊管)以及消能井；
2)提取BIM模型中屋面排水沟和虹吸雨水斗几何模型和水力计算参数属性，确定计算范围和计算边界条件，建立三维计算流体力学分析CFD模型；获得瞬态虹吸启动情况以及连接管水体流动状态；
3)分析每个雨水斗虹吸形成条件及泄流量时程曲线，评估不同雨水斗尾管排水情况及雨水斗流量分配合理性，优化雨水斗布设位置；
4)提取BIM管网IFC属性(IfcPropertyDefinition，与实体关联的属性)数据建立Modelica管路系统仿真模型，并在计算之前对管路零件进行精度验证，并将3)计算所得的虹吸系统连接管瞬时流量数据作为边界条件；
5)基于Modelica管路系统仿真模型对管路系统进行仿真计算，获取管路系统的实时工作状态；根据管路系统运行情况对管路设计不合理的地方进行优化；
6)提取消能井的BIM几何模型与IFC属性，建立消能井的CFD仿真模型，并建立基于管网FMI数据的联合仿真模型。
7)基于FMI的“管网-消能井”的联合仿真模型进行计算，复核虹吸消能井是否能达到设计的消能效果。
按上述方案，所述步骤1)中，包括以下步骤：
1.1)基于工程经验以及规范，根据建筑屋面形式与要求对虹吸排水系统进行初步设计：
首先根据建筑屋面形状与坡度划分汇水区域；其次根据汇水区域面积以及当地的水文气象资料与规范，确定该区域的设计排水流量；然后根据设计排水流量与汇水区域坡度设计屋面天沟的尺寸，并确定虹吸雨水斗的放置位置。接着根据设计流量确定虹吸雨水斗的设计入口流量，并根据各管道的设计流量确定管径；最后根据排除管的设计流量选取消能井形式；
1.2)基于虹吸雨水排水系统的初步设计，建立屋面排水沟、雨水斗、虹吸管路、虹吸消能井以及部分市政管网的三维BIM模型；
根据不同型号的雨水斗、建立雨水斗的三维模型；虹吸雨水斗通常由整流罩、防水压环、斗座、钢塑连接件组成。防水压环和斗座与天沟的沟底紧密贴紧，因此在数值计算过程中可以不单独建出。钢塑连接件与连接管相连属于管道系统也可以不单独建模表达。因此对于虹吸雨水的建模工作主要集中于整流罩上，基于建模软件建立整流罩三维BIM模型。
按上述方案，所述步骤2)中，包括以下步骤：
2.1)基于建筑给排水BIM模型提取屋面排水与虹吸雨水斗的三维模型，建立“排水沟-雨水斗-连接管”的三维流体计算模型，通过三维BIM模型提取管路内壁建立流体计算域，并将虹吸雨水斗的三维模型调整至相应位置；
2.2)基于建筑屋面的汇水区域划分以及该地区的历史气象数据与规范资料，确定当地的降雨历时曲线并作为三维数值模拟的边界条件；
计算范围包括屋面雨水径流方向、天沟雨水流动特征、雨水斗的排水情况；
2.3)动态模拟雨水从排水沟经雨水斗流入连接管的过程，基于CFD方法分析天沟液面的瞬时变化曲线、以及流入雨水斗流态变化。
按上述方案，所述步骤3)中，优化雨水斗布设位置包括以下步骤：
3.1)通过分析排水沟沟内的水位变化获取该次降雨所能达到的最大淹没深度，并评估该淹没深度是否对结构安全性有威胁；
3.2)根据虹吸雨水斗的淹没情况以及连接管末端的流量时程曲线判断虹吸系统各雨水斗的流量分配情况，研究是否存在虹吸雨水斗超负荷工作，或虹吸雨水斗处于低效率排水状态,进行优化布置；
3.3)在多个虹吸系统共用一个天沟时，研究各个虹吸系统的工作状态，进行优化布置，防止存在虹吸系统处于高负荷状态形成较大的负压，从而对管路安全造成破坏；
3.4)研究在某个虹吸管路堵塞或者虹吸雨水斗遭破坏的极端情况下虹吸系统的运行情况，进行优化布置。
按上述方案，所述步骤4)具体为：
4.1)在基于Modelica系统仿真软件中建立系统仿真模型库(商业库)，一般包括管路、弯头、三通、异径、入口、出口等，并通过标准管路对模型精度进行验证；
4.2)基于建筑给排水BIM模型提取虹吸管网的IFC属性，IFC属性包括管径材料、位置信息和几何信息，建立Modelica管路系统仿真模型；
4.3)根据步骤3)的计算结果，将连接管末端的流量时程曲线作为系统仿真模型的入口边界条件。
按上述方案，所述步骤6)具体为：
6.1)基于建筑给排水BIM模型建立虹吸消能井流场的三维BIM模型；
6.2)根据步骤5)计算结果获取虹吸管网FMI数据导入虹吸消能井的计算模型中。
FMI(Functional Mock-up Interface)是一个用于联合仿真的开源标准接口，在该步骤中用于实现从系统仿真到CFD仿真之间数据的单向传递。
按上述方案，所述步骤7)复核虹吸消能井是否能达到设计的消能效果，具体为：
7.1)基于对流入与流出虹吸消能井的水体流速进行研究，分析其消能效果是否满足要求；
7.2)基于气液两相流的CFD数值模拟结果，分析消能井井盖是否有被“顶起”的风险，产生“翻井”现象；
7.3)基于气液两相流的CFD数值模拟结果，在最不利情况下，研究消能井内部腔体水位极值大小，研究虹吸消能井是否有“充满”的可能；
7.4)、基于气液两相流的CFD数值模拟结果，研究市政管路是否满足瞬时排出量的大小。
本申请还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
本发明产生的有益效果是：
本发明提供了一种基于CFD和Modelica系统联合仿真的建筑虹吸管网优化分析方法，能够在建筑设计阶段、施工、运维阶段为虹吸系统提供全方面的复核与预测。解决了传统基于规范与经验设计所无法考虑的降雨历时问题，对瞬时降雨积水产生的灾害也能有效的进行预测与应对。并且在具有一定计算精度的前提下尽可能地降低计算成本，节约计算时间，更加适合大规模普及。
本发明基于BIM/PLM信息化平台，提供了一套协同联动的大跨建筑屋面虹吸排水的动态分析数字化解决方案，充分发挥了BIM模型性能化分析的优势。基于该计算流程提出的排水设施复核计算方法，可为建筑方案阶段和初步设计阶段虹吸排水系统提供参考，尤其是具有复杂曲面造型特征的大跨屋盖建筑。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例中的虹吸雨水排水系统的构成示意图；
图中：1-虹吸雨水斗；2-连接管；3-悬吊管；4-立管；5-排出管；6-虹吸雨水消能井；7-市政管网7。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于CFD和modelica系统联合仿真的建筑虹吸管网优化分析方法，以某机场航站楼的虹吸雨水消能系统为例，介绍本发明实施例的具体步骤如下：
1)根据建筑类别与使用功能，设计屋面汇水区域并根据当地水文气象资料初步设计排水系统。根据建筑屋面和虹吸雨水排水系统初步设计方案，建立屋面排水沟、虹吸雨水斗、管网(尾管、悬吊管)以及消能井等完整管网系统的BIM深化模型；如图2所示；
1.1)根据航站楼屋面的形式划分汇水区域。某机场航站楼的部分区域的屋面根据屋面坡度与形状的不同分为4个汇水区域由不同颜色区分。
在本实施例中以4号汇水区域为例，在4号汇水区域中，雨水经过屋面流入“]”形天沟。4号汇水区域的屋面坡度为3％，并且屋面瓦有导流效果。在“]”形天沟中有两个独立的虹吸雨水消能系统，每个系统又4个虹吸雨水斗，在本实施例中以“┓”形虹吸雨水消能系统作为研究对象。
根据工程经验及规范确定设计降雨量，以及各个雨水斗的设计流量。设计排水量为89.6L/s，平均到每个系统的设计排水量为44.8L/s，在平均到每个雨水斗的排水量为11.2L/s。并根据排出管设计流量设计虹吸雨水消能井。
1.2)基于达索系统的3DEXPERIENCE平台，根据虹吸系统的初步设计建立虹吸管路系统的三维模型。基于CATIA软件建立“排水沟-雨水斗-连接管-悬吊管-立管-排出管-消能井-市政管(部分)”的三维BIM模型。
2)提取BIM模型中屋面排水沟和虹吸雨水斗几何模型和水力计算参数属性，确定计算范围和计算边界条件，建立三维计算流体力学分析模型；
动态模拟雨水从排水沟经雨水斗流入连接管的过程，分析天沟液面的瞬时变化曲线、以及流入雨水斗流态变化。
2.1)基于3DEXPERIENCE平台的CATIA机电模型，分别提取出流体的计算域以及虹吸雨水斗的三维模型，并导出到计算流体力学软件XFlow中。
2.2)基于建筑屋面的汇水区域划分建立以及该地区的历史气象数据与规范资料，确定三维数值模拟的边界条件，采用格子玻尔兹曼方法(LBM)进行计算。
根据规范DB4201/T 641-2020《武汉市暴雨强度公式及设计暴雨雨型》选取需要的降雨历时。根据规范规定，武汉市中心城区采用统一的暴雨强度公式。暴雨强度公式选用年最大值法选取：
式中：i：表示设计暴雨强度(mm/min)；P：重现期(a)；t:降雨历时(min)；
2.3)在本实施例中，以重现期为50年为例，则其表达式为，：
通过其降雨历时图，可以看出在暴雨发生的前几分钟产生的降雨远远大于后续时刻，因此以传统平均降雨强度的设计标准下，实际上是有积水风险的。
将降雨历时曲线以1min的间隔为坐标点导入到XFlow的计算软件中，作为数值模拟的初始计算条件。
2.4)XFlow软件是基于无网格的格子玻尔兹曼方法，对“屋面-天沟-雨水斗”系统进行计算。格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是从格子气自动机方法(Lattice Gas Automata，LGA)发展起来的一种方法。其主要特点是以一个单粒子分布函数取代格子气自动机方法中的布尔变量。并使用玻尔兹曼输运方程，用于解决部份纳维-斯托克斯方程以及LGA所遇到的问题。玻尔兹曼输运方程定义如下：
其中,fi代表在i方位上的分布函数，表示其对应的碰撞算子。在该方程的基础上，通过Chanpman-Enskog扩展[9]，可以解决可压缩的N-S方程。碰撞算子的定义如下式所示：
其中,是局部平衡常数，τ是松弛特征时间(和宏观黏度有关系)。
在XFlow软件中设置计算模型为Mutiphase，天沟入口设置为流量进口，连接管末端、天沟顶部设置为压力出口。其他位置均设置为壁面条件，并设置好流量监测位置。
需要说明的是在基于CFD方法计算屋面径流、天沟以及雨水斗附近流场时，通常采用无网格的基于格子玻尔兹曼方法的Xflow软件，但不限于XFlow软件。还可以采用任何基于CFD方法求解纳维-斯托克斯方程以及其变体的软件均适用。例如Xflow、OpenFoam、Fluent、Star CCM+、Flow 3D等。
3)多雨水斗虹吸排水性能评价及参数优化。具体分析每个雨水斗虹吸形成条件及泄流量时程曲线，评估不同雨水斗尾管排水情况及雨水斗流量分配是否合理，优化雨水斗布设位置。
3.1)在XFlow软件中插入数个1cm宽的细长平面作为水位高度的监测点，用于研究屋面排水沟的水位高度变化特征。通过对该平面的“Phase”进行积分可以得到单位宽度的水位高度。通过对水位高度的变化特征分析排水沟沟内的水位变化可以获取该次降雨所能达到的最大淹没深度，并评估该淹没深度是否对结构安全性有威胁，在该实施例中淹没高度满足要求无需修改。
3.2)根据虹吸雨水斗的淹没情况以及连接管末端的流量时程曲线判断虹吸系统各雨水斗的流量分配情况，研究是否存在有的虹吸雨水斗超负荷工作，有的虹吸雨水斗处于低效率排水状态。
3.3)若“天沟-雨水斗-连接管”系统的仿真结果显示设计不合理，则重新设计。对于天沟设计不合理时，例如天沟尺寸、雨水斗间距、屋面距离天沟的距离等典型问题进行判断与研究。
4)取BIM管网IFC属性数据建立Modelica管路系统仿真模型，并在计算之前对管路零件进行精度验证，并将3)计算所得的虹吸系统连接管瞬时流量数据作为边界条件。
4.1)在计算之前先对Dymola软件中的CATIAPiping库进行验证，建立简单的系统仿真模型，验证管道、三通、异径等构件的计算精度。
4.2)直接基于3DEXPERIENCE平台的Behavior Modeling应用，生成基于CATIAPiping库的Dymola系统仿真模型。系统仿真软件Dymola在计算单一介质的长细管路具有计算速度快、精度较高等特点。基于“CATIAPiping”库，建立“连接管2-悬吊管3-立管4-连接管5”的系统仿真模型。该系统仿真模型参考本实施例实际案例搭建，有四个流量入口支路，一个压力出口干路组成。流量入口可以通过CFD仿真获取的瞬时流量数据作为入口条件，也可以基于设计流量作为水力校核。
4.2)将3)计算所得的排出管末端流量时程曲线导出为“.txt”文件，一共有四个雨水斗，因此有四个流量时程曲线。将四个流量时程曲线作为系统仿真模型入口边界条件。系统仿真模型的入口条件设置为流量入口，排出管末端设置为压力出口、在该案例中管路的壁面粗糙度为0.55mm。
需要说明的是，在基于系统仿真模型对纯管路系统进行水力计算时，通常采用Dymola软件和“CATIAPiping库”，但不限于Dymola。凡是基于Modelica语言建模分析的软件均适用。
5)基于Modelica管路系统仿真模型对管路系统进行仿真计算，获取管路系统的实时工作状态。根据管路系统运行情况对管路设计不合理的地方进行优化。
5.1)分析系统仿真的数值结果，若设计不合理则调整模型重新计算，若管路设计合理则导出排出管末端流量时程曲线作为后续计算初始边界条件。
5.2)通过该阶段的系统模拟可以快速获取连接管5末端雨水的排水速度已经压强特征，对于一般工程问题该模型的计算时间只需要几秒，大大提高了工程师的效率。
6)提取消能井的BIM几何模型与IFC属性，建立消能井的CFD仿真模型，并建立基于管网FMI数据的联合仿真模型。
6.1)基于3DEXPERIENCE平台的CATIA机电模型，分别提取出虹吸雨水消能井的三维模型，并导出到XFlow软件中。
6.2)将5)计算所得的FMI数据导入到Xflow软件中，并设置边界条件。
6.3)需要说明的是在基于CFD方法计算消能井气液相互作用时，通常采用无网格的基于格子玻尔兹曼方法的Xflow软件，但不限于Xflow软件。还可以采用任何基于CFD方法求解纳维-斯托克斯方程以及其变体的软件均适用。例如Xflow、OpenFoam、Fluent、StarCCM+、Flow 3D等。
7)基于FMI的“管网-消能井”的联合仿真模型进行计算，复核虹吸消能井是否能达到设计的消能效果。针对虹吸消能井的三维CFD数值计算结果，评估其是否满足消能效果，必要时可以修改，消能井尺寸、消能挡板形式等。
7.1)在基于系统仿真模型获取排出管5的排出速度后，由于此时的水质点处于高速高压的状态，直接排入到市政管网上会对市政管路造成较大损伤。一般会在排出管5末端与市政管网7之间设置消能井6来避免该现象带来的危害。
7.2)由于虹吸排出管5排出的水体的处于高压高速状态，在进入消能井后会与空气混合、溅射，水体呈现强非线性状态，此时基于理论以及满管流的分析方法并不试用。通过CFD方法，将系统仿真模型计算的结果导入到CFD模型的入口边界中，对消能井5腔体内部流场进行数值模拟。右边入口由不同的虹吸雨水消能系统的排出管组成，不同排出管具有不同的管径以及流量时程，右边由市政管网排出。可以看出高速水体冲击消能井挡板后转变为低速的水体，此时若监测排出管的排出速度、压力等，可以评估该虹吸系统对市政管网的影响大小。
将虹吸消能井连接市政管路的流速分布进行研究，防止流速过快对市政管网造成损伤。针对虹吸消能井的三维CFD数值计算结果，评估其是否满足消能效果，必要时可以修改，消能井尺寸、消能挡板形式等。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据建筑屋面和虹吸雨水排水系统初步设计方案，建立建筑虹吸排水管网的完整管网系统的BIM模型，BIM模型包括屋面排水沟、虹吸雨水斗、管网以及消能井；
2)提取BIM模型中屋面排水沟和虹吸雨水斗几何模型和水力计算参数属性，确定计算范围和计算边界条件，建立三维计算流体力学分析CFD模型；获得瞬态虹吸启动情况以及连接管水体流动状态；
3)分析每个雨水斗虹吸形成条件及泄流量时程曲线，评估不同雨水斗尾管排水情况及雨水斗流量分配合理性，优化雨水斗布设位置；
4)提取BIM管网IFC属性数据建立Modelica管路系统仿真模型，并在计算之前对管路零件进行精度验证，并根据步骤3)计算结果获得的虹吸系统连接管瞬时流量数据作为边界条件；
5)基于Modelica管路系统仿真模型对管路系统进行仿真计算，获取管路系统的实时工作状态；根据管路系统运行情况对管路设计不合理的地方进行优化；
6)提取消能井的BIM几何模型与IFC属性，建立消能井的CFD仿真模型，并建立基于管网FMI数据的联合仿真模型；
7)基于FMI的“管网-消能井”的联合仿真模型进行计算，复核虹吸消能井是否能达到设计的消能效果。
2.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，其特征在于，所述步骤1)中，包括以下步骤：
1.1)基于工程经验以及规范，根据建筑屋面形式与要求对虹吸排水系统进行初步设计：
首先根据建筑屋面形状与坡度划分汇水区域；其次根据汇水区域面积以及当地的水文气象资料与规范，确定该区域的设计排水流量；然后根据设计排水流量与汇水区域坡度设计屋面天沟的尺寸，并确定虹吸雨水斗的放置位置。接着根据设计流量确定虹吸雨水斗的设计入口流量，并根据各管道的设计流量确定管径；最后根据排除管的设计流量选取消能井形式；
1.2)基于虹吸雨水排水系统的初步设计，建立屋面排水沟、雨水斗、虹吸管路、虹吸消能井以及部分市政管网的三维BIM模型。
3.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，所述步骤2)中，包括以下步骤：
2.1)基于建筑给排水BIM模型提取屋面排水与虹吸雨水斗的三维模型，建立“排水沟-雨水斗-连接管”的三维流体计算模型，通过三维BIM模型提取管路内壁建立流体计算域，并将虹吸雨水斗的三维模型调整至相应位置；
2.2)基于建筑屋面的汇水区域划分以及该地区的历史气象数据与规范资料，确定当地的降雨历时曲线并作为三维数值模拟的边界条件；
2.3)动态模拟雨水从排水沟经雨水斗流入连接管的过程，基于CFD方法分析天沟液面的瞬时变化曲线、以及流入雨水斗流态变化。
4.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，所述步骤3)中，优化雨水斗布设位置包括以下步骤：
3.1)通过分析排水沟沟内的水位变化获取该次降雨所能达到的最大淹没深度，并评估该淹没深度是否对结构安全性有威胁；
3.2)根据虹吸雨水斗的淹没情况以及连接管末端的流量时程曲线判断虹吸系统各雨水斗的流量分配情况，研究是否存在虹吸雨水斗超负荷工作，或虹吸雨水斗处于低效率排水状态,进行优化布置；
3.3)在多个虹吸系统共用一个天沟时，研究各个虹吸系统的工作状态，进行优化布置，防止存在虹吸系统处于高负荷状态形成较大的负压，从而对管路安全造成破坏；
3.4)研究在某个虹吸管路堵塞或者虹吸雨水斗遭破坏的极端情况下虹吸系统的运行情况，进行优化布置。
5.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，所述步骤4)具体为：
4.1)在基于Modelica系统仿真软件中建立系统仿真模型库，并通过标准管路对模型精度进行验证；
4.2)基于建筑给排水BIM模型提取虹吸管网的IFC属性，IFC属性包括管径材料、位置信息和几何信息，建立Modelica管路系统仿真模型；
4.3)根据步骤3)的计算结果，将连接管末端的流量时程曲线作为系统仿真模型的入口边界条件。
6.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，所述步骤6)具体为：
6.1)基于建筑给排水BIM模型建立虹吸消能井流场的三维BIM模型；
6.2)根据步骤5)计算结果获取虹吸管网FMI数据导入虹吸消能井的计算模型中。
7.根据权利要求1所述的基于CFD和Modelica的建筑虹吸排水管网优化方法，所述步骤7)复核虹吸消能井是否能达到设计的消能效果，具体为：
7.1)基于对流入与流出虹吸消能井的水体流速进行研究，分析其消能效果是否满足要求；
7.2)基于气液两相流的CFD数值模拟结果，分析消能井井盖是否有被顶起的风险，产生翻井现象；
7.3)基于气液两相流的CFD数值模拟结果，在最不利情况下，研究消能井内部腔体水位极值大小，研究虹吸消能井是否有充满的可能；
7.4)基于气液两相流的CFD数值模拟结果，研究市政管路是否满足瞬时排出量的大小。
8.一种电子设备，其特征在于，
包括：
一个或多个处理器；
以及
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。
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| CN118015200A (zh) * | 2024-04-10 | 2024-05-10 | 中南建筑设计院股份有限公司 | 面向plm的建筑机电系统高效三维建模设计方法及系统 |
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2023
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| CN118015200B (zh) * | 2024-04-10 | 2024-06-25 | 中南建筑设计院股份有限公司 | 面向plm的建筑机电系统高效三维建模设计方法及系统 |
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