基于VB 与Fortran 混合编程的抽水蓄能电站 过渡过程仿真.pdf

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1、基于VB与Fortran混合编程的抽水蓄能电站过渡过程仿真周建旭黄渝桂刘文明(河海大学水电学院，江苏南京210098)[摘要]基于在WindowsXP操作系统下VisualBasic与MicrosoftFortran两种语言动态链接的方法，包括数据的传递、程序的调用和数据类型的约定等，结合抽水蓄能过渡过程数值仿真,采用VisualBasic与MicrosoftFortran混合编程，使Fortran计算流程和输入输出数据实现可视化，既可避免重复性的操作，又可以充分利用WindowsXP操作系统的优点，提高

2、计算应用程序的通用性和提供友好的人机对话窗口。[关键词]混合编程；仿真模拟；抽水蓄能电站；过渡过程11引言随着计算机的进步和抽水蓄能电站在我国的建设发展，抽水蓄能电站仿真机得到了较快发展和应用，较为典型的抽水蓄能电站仿真机是基于LINUX集成系统仿真环境，以Fortran或VisualC++[1][2]程序为核心构建，近年来，新型水电仿真系统平台GHS的提出，为抽水蓄能电站仿真机的构建提供了崭新的平台。但是，抽水蓄能电站仿真机在一定程度上是作为原型电站的运行参照系统，通常[1~3]不具备通用性，主要用于电

3、站运行阶段培训相关运行人员。因此，应用软件的可视化日益得到工[4,5]程界和科技界的重视且得到了较大的发展，可应用到实际工程建设的各个阶段。杨建东等基于VisualC++和VisualBasic平台，利用面向对象方法，提出以动态编号方法以及子管线组合为基础的自动编码方法，自动建立实体间的拓扑关系，实现对水电站引水发电系统的图形化模拟和图形化物理参数输入，开发出水电站过渡过程可视化计算软件。对于抽水蓄能电站水力过渡过程数值仿真而言，Fortran源程序的模块化和结构化已很成熟，通用性也较强，只是可视化程度低

4、，在此，基于Fortran源程序，进一步结合VisualBasic仿真平台，采用混合编程的方法实现抽水蓄能电站水力过渡过程数值仿真的可视化。2应用程序可视化的实现分析可视化编程是现代计算与分析软件设计的重要发展方向之一，直接关系到应用程序的使用效果。应用程序的可视化，一般包括界面操作、数据输入与数据输出的可视化。Fortran语言具有结构层次清楚、数值计算与数学分析能力强，和运行计算稳定可靠的特点，广泛应用于数学与工程计算，特别适用于编制模块化结构的大型计算程序，然而，Fortran语言的一个不足之处是进

5、行可视化编程难度大。VisualBasic语言(简写VB)能迅速有效地编制友好的人机交互界面，广泛用于WindowsXP环境下系统的可视化界面设计，同时VB语言所提供的对象链接与嵌入(OLE，ObjectLinkingandEmbeding)工具，为利用其它软件进行数据的可视化处理提供了方便。因此，有必要应用基于VB与Fortran语言可视化混合编程的VB调用Fortran动态链接库这一关键技术，分析将Fortran语言强大的数值计算能力与VB在界面操作、数据输入与数据输出方面的可视化设计能力结合起来，充

6、分利用这二种语言的优势，结合的关键是建立用于VB应用程序的Fortran动态链接库(DLL，DynamicLinkLibrary)，解决两种语言参数传递约定、命名约定和调用约定等接[6]口问题。徐林春等结合Fortran和VB两种语言，采用集数值计算、交互式控制和可视化功能于一体的混合编程技术用于流动仿真模拟领域中，取得了良好的效果。作为Fortran语言在水利工程中应用的主要应用程序之一，抽水蓄能电站水力过渡过程数值仿真程序，充分利用Fortran语言程序设计的优点和特点，通过模块化及结构化编程，真实体

7、现了抽水蓄能电站水力—机械系统的瞬态过程，为抽水蓄能电站建设各个阶段输水系统的布置设计和运行控制提供可靠的理论依据和数值验证。但是，仅基于Fortran语言编程和计算分析，需要通过数据输入、程序的执行、数据的输出和输出数据的处理等过程，往往需要重复性的多个工况输入/运行操作和冗余数据的处理分析，因此，若实现抽水蓄能电站水力过渡过程数值仿真的可视化，必能降低数据输入/输出和处理的工作量，提高程序运行的效率和可操作性，使程序既具有通用性，又具有应用于抽水蓄能电站数值仿真的特殊性。因此，结合抽水蓄能电站水力过渡

8、过程数值仿真，利用Fortran计算源程序创建动态链接库，由VB主界面对DLL计算函数或过程加以调用，实现可逆式机组全特性曲线的处理和水力过渡过程全过程的可视化计算、演示和分析等。抽水蓄能电站水力过渡过程数值仿真的关键技术包括：数学仿真模型的通用性扩展；管道参数和机组特性参数的整理和导入；软件的界面设计；仿真计算程序(VisualFortran程序)和界面设计软件(VisualBasic软件)的接口；计算软件的调试和使用。3抽