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基于格子Boltzmann重叠法求解一、二维耦合浅水动力学模型
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作者 杨浩 敬玥彤 +3 位作者 刘海飞 毕娟 王洪达 褚珣 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第1期110-117,129,共9页
提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模... 提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模拟通常涉及跨维度建模,可能会在某些边界处做近似处理,例如河流-湖泊汇合处、洪水淹没区和河口区域。为高效求解跨维度浅水方程(shallow water equations, SWE)问题,SCM通过在一维和二维LBM模型边界处人工设置重叠区域,使不同维度的2个模型在该区域交换水动力信息。在重叠区域采用零梯度边界条件,从而得到耦合所需的变量。1D-2D耦合模型通过了圆形空腔射流和急弯河道2个验证模型的比较测试,结果显示一、二维耦合模型的精度与二维模型基本相当。本研究通过SCM有效地求解了跨维度浅水方程问题,提高了一维与二维模型间的耦合精度,为复杂地形浅水区域的水动力模拟提供了技术支撑。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 动力模型 一、二耦合 重叠法 方程
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基于二维水动力模型与数据融合的电力设施淹没风险动态评估及预警方法
2
作者 于浩 张健 +4 位作者 朱广杰 瞿舜克 肖克江 雷兴炜 陈亮 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第15期71-82,共12页
为应对暴雨引发的电力设施淹没导致电网系统故障和供电瘫痪的问题,提出了一种基于二维水动力模型与数据融合的动态评估与预警机制。首先,结合芝加哥降雨模型与二维水动力模型,精确模拟关键电力设施位置的积水深度,提高预测准确性。其次... 为应对暴雨引发的电力设施淹没导致电网系统故障和供电瘫痪的问题,提出了一种基于二维水动力模型与数据融合的动态评估与预警机制。首先,结合芝加哥降雨模型与二维水动力模型,精确模拟关键电力设施位置的积水深度,提高预测准确性。其次,考虑积水深度、设备类型和可能的故障模式等因素,开发了一个综合评价体系,以量化电力设施因淹没而发生故障的风险。此外,构建了融合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的短期负荷预测模型VMD-LSTM,为暴雨期间的电网负荷变化提供精准预测,并作为风险评估的重要依据。最后,设计了一套风险预警等级方案,能够准确标记需预警的电网节点,为管理者提供科学决策支持。通过具体区域电网案例分析,展示了该方法的有效性和实用性,为防灾减灾提供了坚实的技术支撑。 展开更多
关键词 暴雨淹没 电力设施 风险评估 负荷预测 动力模型
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混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法
3
作者 王立成 殷鸿杰 邹凯 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期478-484,共7页
当混凝土结构表面局部区域或角部位置相邻侧面与潮湿环境接触时,水分在非饱和混凝土中将以二维毛细吸水的方式传输,呈现与一维毛细吸水过程不同的规律。本文基于非饱和流体理论,建立了混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法,并... 当混凝土结构表面局部区域或角部位置相邻侧面与潮湿环境接触时,水分在非饱和混凝土中将以二维毛细吸水的方式传输,呈现与一维毛细吸水过程不同的规律。本文基于非饱和流体理论,建立了混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法,并开展了混凝土二维毛细吸水过程的数值仿真分析。结果发现,相同时间内,毛细吸水高度随混凝土表面与水接触区域面积的减小而减小,但单位面积的累计吸水量却表现出增加规律。粗骨料和界面过渡区(ITZ)会分别抑制和促进混凝土局部区域的二维毛细吸水过程。在数值模拟基础上,建立了混凝土一维与二维毛细吸水率之间的关系式。此外,定量分析了混凝土构件角部区域毛细吸水过程的交互效应。 展开更多
关键词 混凝土 毛细吸 细观方法 数值模拟
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二维溃坝洪水演进耦合溃口模型研究及应用
4
作者 刘远财 方敏 +4 位作者 卢林晶 任哲 崔朋飞 刘阳 刘炳义 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期8-13,19,共7页
水库大坝在防洪、发电、航运等方面取得巨大成效的同时,也存在着溃坝等潜在的安全隐患。随着极端气象事件发生频率的增加,水库溃坝致灾风险增大,溃坝洪水分析显得尤为重要。溃坝洪水演进模拟是溃坝风险分析的重要手段,既往研究对溃口流... 水库大坝在防洪、发电、航运等方面取得巨大成效的同时,也存在着溃坝等潜在的安全隐患。随着极端气象事件发生频率的增加,水库溃坝致灾风险增大,溃坝洪水分析显得尤为重要。溃坝洪水演进模拟是溃坝风险分析的重要手段,既往研究对溃口流量模拟多采用宽顶堰公式,未考虑溃口流量受坝下游水深、溃口发展过程等要素影响。为充分考虑坝下水深、溃口发展过程等因素对溃坝洪水演进过程的影响,在总结前人研究成果基础上,提出了二维溃坝洪水演进耦合溃口模拟模型,该模型通过概化溃口形状的发展过程,耦合水库水量平衡分析与平面二维水动力计算,对溃口溃决过程与坝下游洪水演进过程进行模拟,实现溃口流量的自动计算及其与坝下洪水演进的实时交换。采用经验公式和实验数据分别进行验证,模型计算结果与经验公式和试验数据均较为接近,说明模型计算结果是可靠的。利用该模型模拟某水库大坝溃坝洪水,并根据模拟结果对溃坝洪水流量变化过程、水库水位变化过程、洪水淹没过程以及特征点、典型断面的洪水演进过程进行分析,结果表明,研究构建模型的模拟结果合理,符合实际物理过程,对溃坝洪水研究是适用的。 展开更多
关键词 溃坝洪 动力模型 模拟 溃口模型 耦合模型
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基于势-黏流双向耦合的不同主尺度双浮体水动力干扰研究
5
作者 李福建 刘学勤 +2 位作者 李丹 孟巍 康庄 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期72-79,共8页
[目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波... [目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波浪水池,并结合重叠网格技术模拟双浮体的运动特性,对规则波中不同主尺度双浮体的水动力干扰问题进行研究。首先,对相同主尺度双浮体间隙的水动力共振现象进行数值模拟,并与实验数据进行对比,验证所构建数值模型的准确性。在此基础上,开展规则波中不同主尺度双浮体垂荡运动的模拟研究,分析不同浮体布置工况对双浮体垂向运动响应的影响。[结果]结果表明,相比于CFD方法,势-黏流双向耦合方法计算效率更高,且与实验数据的对比结果验证了其准确性。在高频工况下,两浮体倾向于反相位运动,且当较大浮体位于上游时,其对下游小浮体有显著的遮蔽效应。[结论]采用势-黏流双向耦合方法,验证了双浮体水动力干扰模型的准确性,揭示了高频下两浮体的反相位运动及大浮体上游时的遮蔽效应,为优化浮体布置和提升作业安全提供了理论依据。 展开更多
关键词 势-黏流双向耦合方法 两浮体 动力 干扰 遮蔽效应
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二维水动力模型在渭河防洪评价中的应用 被引量:1
6
作者 赵晶 张家军 李兰涛 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第12期62-66,72,共6页
二维水动力模型可以模拟水体在自然和人工水系统中的演进,应用越来越广泛。通过对渭河岐山县岐星段进行实地查勘、大断面测量,利用无人机倾斜摄影系统进行数据采集,生成立体模型、DEM数字高程模型并绘制1∶500地形图。根据历史资料进行... 二维水动力模型可以模拟水体在自然和人工水系统中的演进,应用越来越广泛。通过对渭河岐山县岐星段进行实地查勘、大断面测量,利用无人机倾斜摄影系统进行数据采集,生成立体模型、DEM数字高程模型并绘制1∶500地形图。根据历史资料进行河势演变分析,利用曼宁公式、二维水动力数学模型进行洪水分析计算,并对计算结果分析比较。二维模型考虑了沿程的水位变化、能量传递、弯道的能量耗散,整治工程实施后,工程河段100 a一遇洪水二维水动力模型计算水位比实施前上升0.10~0.48 m。 展开更多
关键词 防洪评价 动力模型 整治工程 渭河
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基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统及其特性
7
作者 马英杰 田彦 +3 位作者 赵耿 杨亚涛 覃晶滢 洪辉 《计算机科学》 北大核心 2025年第4期381-391,共11页
为解决现有时空混沌系统中动力学复杂性较低和生成序列之间相关度较高的问题,提出了一种基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统。利用改进的m序列来构建迭代矩阵,用于确定每个格点在迭代过程中耦合对象的索引和扰动符号,采用球腔... 为解决现有时空混沌系统中动力学复杂性较低和生成序列之间相关度较高的问题,提出了一种基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统。利用改进的m序列来构建迭代矩阵,用于确定每个格点在迭代过程中耦合对象的索引和扰动符号,采用球腔体构造的分段混沌映射对混沌序列引入强度可控的扰动。通过分岔图、回归映射、Lyapunov指数和K熵评估系统的动力学特性,并对生成序列的相关性、均匀性、随机性以及系统的计算复杂度进行测试与验证。仿真实验与对比分析表明,该系统呈现出丰富的非线性动力学行为和优越的性能指标,包括周期倍增和分叉现象,在数据加密、图像加密和S盒生成领域具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 混沌系统 耦合映像格 M序列 动力学特性 球腔体
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一维-二维耦合的河湖系统整体水动力模型 被引量:33
8
作者 王智勇 陈永灿 +1 位作者 朱德军 刘昭伟 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期516-522,共7页
为对自然界中的复杂水流系统进行整体水动力数值模拟,建立了适用于河湖系统的一维-二维耦合模型。将河网计算中用于处理河段间耦合的汊点水位预测校正法应用到一维-二维耦合边界的处理中,即耦合边界水位预测校正法。该方法具有一维、二... 为对自然界中的复杂水流系统进行整体水动力数值模拟,建立了适用于河湖系统的一维-二维耦合模型。将河网计算中用于处理河段间耦合的汊点水位预测校正法应用到一维-二维耦合边界的处理中,即耦合边界水位预测校正法。该方法具有一维、二维模型计算完全独立,可有效利用现有模型的优点。与传统一维-二维耦合处理方法相比,耦合连接条件的满足程度较高且可通过对计算容差的调整进行有效控制。利用理想及实际例子进行了计算验证,结果表明该方法具有较好的实用性。 展开更多
关键词 河湖系统 动力模拟 -耦合 位预测校正法
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基于一、二维耦合水动力模型的赣西联圩溃堤洪水风险分析 被引量:16
9
作者 陈俊鸿 刘小龙 +3 位作者 王岗 彭思韦 张庆梓 陈炼钢 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第6期43-47,共5页
鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网... 鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网格加密等技术进行优化,提高了模型计算精度,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:在赣江20年一遇鄱阳湖2010年实测水位过程中,保护区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关,淹没分布基本遵从地形高低原则,永建洲、李家垾溃口洪水淹没面积分别为8.46、36.57 km2,淹没水深基本都大于3 m。 展开更多
关键词 动力模型 一、二耦合 溃堤洪 赣西联圩 风险分析
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浅水湖泊群连通与调水的二维水动力-水质耦合模型研究 被引量:12
10
作者 黎育红 贺石磊 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第1期21-27,38,共8页
将湖泊群连通并进行引清调水的水环境污染治理模式在浅水湖泊分布比较集中的地区逐渐受到人们的关注。为了探究独立湖泊群相互连通引水后各湖区的水动力水质变化情况,以武汉大东湖生态水网工程的建设为背景,建立了湖泊群二维水动力-水... 将湖泊群连通并进行引清调水的水环境污染治理模式在浅水湖泊分布比较集中的地区逐渐受到人们的关注。为了探究独立湖泊群相互连通引水后各湖区的水动力水质变化情况,以武汉大东湖生态水网工程的建设为背景,建立了湖泊群二维水动力-水质耦合模型。采用适合复杂边界的非结构化网格,考虑湖底地形和气候条件,考虑污染物的输入、迁移和转化,以及蓝藻等浮游生物的生长条件,分别利用东湖2006年6月和2007年6月的野外数据对所建模型进行参数的率定和校核,并利用2012年6月实测数据对3种引水方案与3种连通模式组合情况下湖泊群的BOD5,TP,TN以及Chl-a等生化指标的变化情况进行模拟,对稳定运行30 d后的模拟结果进行比较分析。结果表明:引水工程中,对于水域面积较大的湖泊,风力作用依旧是影响流场的主要因素;同样的引水流量下,不同的调水方案对水质改善结果有较大差别;湖泊群中隔堤的存在会给湖泊污染治理带来困难,而在湖泊群中适当区域设置生态小岛对水质变化过程影响微弱。 展开更多
关键词 湖泊群 动力-耦合模型 方案 风生流 情景规划方法
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超超临界二次再热机组锅炉燃烧与水动力耦合计算方法研究 被引量:2
11
作者 董建聪 张忠孝 +2 位作者 范浩杰 葛学利 张剑 《热力发电》 CAS 北大核心 2017年第8期30-35,共6页
以某超超临界二次再热机组锅炉为研究对象,采用区域法对炉内空间和水冷壁面进行二维分区建模。将炉内燃烧放热过程与锅内流动换热过程进行耦合,并对其进行合理简化以便于工程化应用,得到了典型负荷工况下,螺旋管圈水冷壁的总体传热特性... 以某超超临界二次再热机组锅炉为研究对象,采用区域法对炉内空间和水冷壁面进行二维分区建模。将炉内燃烧放热过程与锅内流动换热过程进行耦合,并对其进行合理简化以便于工程化应用,得到了典型负荷工况下,螺旋管圈水冷壁的总体传热特性及壁温分布规律。结果表明:采用分级配风的炉膛,在沿高度方向上壁面热负荷均呈现出"双峰"分布,热负荷峰值接近400 kW/m^2;在炉宽方向上,水冷壁热负荷和壁温均呈现出中间高、两端低的抛物线形分布特征,主燃烧区的分布不均匀性要强于燃尽区,这说明炉内壁面热负荷是影响水冷壁管壁温度分布特性的重要因素;BMCR工况下主燃烧区的热流密度峰值可达到479.5 kW/m^2,壁温最高达到530.5℃。 展开更多
关键词 超超临界 次再热 锅炉 冷壁 壁温 燃烧 分级配风 动力 耦合
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非饱和地质体中水-应力耦合二维有限元方法及对锚杆支护的分析 被引量:4
12
作者 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期233-237,共5页
从建立应力平衡方程、水连续性方程入手,采用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,开发出了一个用于分析饱和-非饱和岩土介质中水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。然后就一个假定的处于渗流场中的饱和-非饱和... 从建立应力平衡方程、水连续性方程入手,采用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,开发出了一个用于分析饱和-非饱和岩土介质中水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。然后就一个假定的处于渗流场中的饱和-非饱和土体使用预应力锚杆的支护效果问题进行了模拟计算。结果表明,在有地下水赋存的饱和-非饱和条件下,预应力锚杆的作用主要体现在减少了土体中的塑性区,而对位移的约束依部位而异,其对渗流场的影响不大。 展开更多
关键词 饱和-非饱和地质体 -应力耦合 有限元程序 锚杆支护
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流域一维二维水环境耦合模型系统算法设计与应用
13
作者 李鹏飞 李艺 +3 位作者 李爱华 李爽 李占杰 姚晓磊 《水电能源科学》 北大核心 2024年第11期64-68,共5页
构建一维二维水环境模型进行水质模拟是湖泊型流域开展陆源污染与断面水质响应关系研究的重要手段。针对现有一维二维水环境耦合模型建模过程中数据格式多样化、数据尺度难匹配、预处理过程复杂、参数众多难率定、运算时间长且无法快速... 构建一维二维水环境模型进行水质模拟是湖泊型流域开展陆源污染与断面水质响应关系研究的重要手段。针对现有一维二维水环境耦合模型建模过程中数据格式多样化、数据尺度难匹配、预处理过程复杂、参数众多难率定、运算时间长且无法快速响应超标断面水质调控等问题,设计并开发了流域一维二维水环境耦合模型系统,面向水环境管理业务需求,构建湖泊型流域水环境模型并模拟水环境变化过程,支持水质超标断面污染溯源、污染治理措施效果评价、污染防治与决策等业务开展,对支撑湖泊型流域水环境精细化管理具有广泛的应用价值。该模型系统以陆源污染负荷入河量作为河流污染边界条件,建立河流一维稳态水环境模拟模型,再以入湖河流作为边界条件,在二维正交网格基础上建立湖泊二维稳态水环境模型,从而建立陆源污染源排放与全流域水体断面水质响应关系。在南四湖流域的应用表明,该模型系统具有较高的水质模拟精度,其模拟速率和分析展示功能满足水环境精细化管理过程中的研究需求和业务需求,可为水环境管理决策提供科学依据。 展开更多
关键词 流域环境模拟 耦合模型 断面污染溯源 模型系统设计 湖泊型流域
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考虑复杂河工建筑物的漫堤洪水一、二维水动力耦合模型 被引量:8
14
作者 张慧萍 田福昌 +1 位作者 耿庆柱 王建家 《水电能源科学》 北大核心 2018年第9期81-85,共5页
针对景观坝和过水路面等河工建筑物严重影响河道排洪泄洪问题,基于MIKE FLOOD平台构建漫堤洪水一、二维水动力耦合模型,模拟分析复杂河工建筑物壅水与漫溢洪水淹没演进过程。采用Abbott六点隐式格式和显式有限体积法分别离散求解一、二... 针对景观坝和过水路面等河工建筑物严重影响河道排洪泄洪问题,基于MIKE FLOOD平台构建漫堤洪水一、二维水动力耦合模型,模拟分析复杂河工建筑物壅水与漫溢洪水淹没演进过程。采用Abbott六点隐式格式和显式有限体积法分别离散求解一、二维水流运动方程,利用干湿水深理论优化模型运算效率,将河道内过水路面与景观坝作为宽顶堰概化处理,同步计算桥涵淹没出流。将模型应用于宁夏茹河(店洼水库至小河河口)河道跨河工程阻水效果及漫堤洪水的数值模拟。结果表明,模拟结果较真实地反映了河工建筑物对水流的阻碍效应及桥涵动态过流效果。研究成果可为宁夏茹河及其他类似河道的整治工程规划设计及风险评价提供参考。 展开更多
关键词 一、二动力耦合模型 河工建筑物 干湿 漫堤洪 有限体积法
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实体水-虚拟水“二维三元”耦合流动理论基本框架 被引量:18
15
作者 吴普特 高学睿 +2 位作者 赵西宁 王玉宝 孙世坤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1-10,共10页
在变化环境下,区域水资源系统演变规律正在发生深刻变化。解决新形势下出现的水问题单单依靠传统的实体水资源规划、调度和调控手段还不够。虚拟水概念和理论的提出拓展了水文水资源的认知范畴,丰富了水问题的解决手段。然而,如何搭建... 在变化环境下,区域水资源系统演变规律正在发生深刻变化。解决新形势下出现的水问题单单依靠传统的实体水资源规划、调度和调控手段还不够。虚拟水概念和理论的提出拓展了水文水资源的认知范畴,丰富了水问题的解决手段。然而,如何搭建虚拟水理论与传统水文水资源认知体系的统一框架,认识自然-经济-社会连续系统中水资源演化的新规律,目前学界还没有成熟统一的看法。该文首先提出了实体水-虚拟水耦合流动效应的基本理论框架,指出实体水-虚拟水耦合流动是现代环境下自然-经济-社会水资源系统呈现的新特征。其次,从文明进步和生产力发展角度,论述了人类社会水文水资源系统的演化历史,将水文水资源系统演进大体分为三个阶段:早期的实体水"一维一元"自然循环阶段,近现代的实体水"二元"水循环阶段和当前的实体水-虚拟水"二维三元"耦合流动阶段。最后,该文详细论述了实体水-虚拟水耦合流动过程的路径结构,并针对其流动过程和状态表征提出了定量表达方程,初步构建了实体水-虚拟水耦合流动基本理论框架。 展开更多
关键词 资源 耦合 模型 实体 虚拟 三元
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基于黎曼近似解的溃堤洪水一维-二维耦合数学模型 被引量:52
16
作者 姜晓明 李丹勋 王兴奎 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期214-221,共8页
采用一维-二维耦合数学模型对溃堤洪水进行模拟,可以发挥两者优势,提高计算效率。将基于黎曼近似解Godunov格式的一维、二维水流数学模型通过堰流公式进行耦合,实现交界面的水力要素交互;一维、二维模型均采用中心形式的有限体积法求解... 采用一维-二维耦合数学模型对溃堤洪水进行模拟,可以发挥两者优势,提高计算效率。将基于黎曼近似解Godunov格式的一维、二维水流数学模型通过堰流公式进行耦合,实现交界面的水力要素交互;一维、二维模型均采用中心形式的有限体积法求解,分别采用HLL格式和Roe格式计算界面通量,具有一致的空间同步性。通过经典算例验证了模型的可靠性和稳定性,应用耦合模型对1998年松花江干流胖头泡溃堤洪水进行了模拟计算,较好地模拟了溃堤洪水的演进过程与淹没范围,对200年一遇洪水的分洪效果进行了分析,为此区域的分洪利用及松花江中上游防洪调度提供参考依据。 展开更多
关键词 动力 有限体积法 、二耦合模型 溃堤洪 松花江防洪
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水体叶绿素二维生态动力学模型研究 被引量:9
17
作者 饶群 芮孝芳 +2 位作者 徐炎华 张宇锋 张雪英 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期710-713,共4页
针对边界曲折复杂的河川型水库,以质量平衡方程为基础,以各生态变量的生态动力过程为核心,并结合水库的二维水动力学模型,建立了曲线坐标系下的水体叶绿素二维生态动力学模型,该模型结合水动力学条件,考虑了富营养化过程中的生物、化学... 针对边界曲折复杂的河川型水库,以质量平衡方程为基础,以各生态变量的生态动力过程为核心,并结合水库的二维水动力学模型,建立了曲线坐标系下的水体叶绿素二维生态动力学模型,该模型结合水动力学条件,考虑了富营养化过程中的生物、化学和物理变化,给出了更为详细的富营养化信息,适用于计算区域复杂的水体。结合隔河岩水库的实测数据,用矩阵追赶法给出了模型的数值解,从而得到水库中总氮、总磷和叶绿素a的分布。经验证,模型的计算结果与实测值吻合较好。 展开更多
关键词 体叶绿素 生态动力学模型 富营养化 动力 河川型
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精细化二维水动力模型在防洪评价中的应用——以滹沱河部分河段为例 被引量:9
18
作者 张大伟 穆杰 +1 位作者 马建明 张洪斌 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第8期150-154,共5页
为克服在防洪评价工作中常遇到复杂河道地形或者一些特殊的阻水构筑物,一维模型或常规的二维模型应用容易受到限制的问题,以滹沱河部分河段为例将基于非结构网格的具有良好激波捕捉能力的Godunov格式用于防洪评价。该河段中存在着大量... 为克服在防洪评价工作中常遇到复杂河道地形或者一些特殊的阻水构筑物,一维模型或常规的二维模型应用容易受到限制的问题,以滹沱河部分河段为例将基于非结构网格的具有良好激波捕捉能力的Godunov格式用于防洪评价。该河段中存在着大量的挖沙坑、桥墩、十多处丁坝,局部流态复杂。为充分考虑这些影响,建立了基于高分辨率地形的精细化二维Godunov水动力模型,并对该河段50年一遇的设计洪水进行了数值模拟。结果表明,新建模型能够很好地模拟复杂研究区域的水流状态,与商业软件的计算结果也比较接近。通过与原有该河段一维计算结果比较发现,项目区位置处水面高程降低了2.95 m,分析认为主要原因是河道地形变化所致,另一原因是新建模型能够提供更合理的计算结果。该研究案例表明基于Godunov格式的精细化二维水动力模型可成功用于复杂河道防洪评价,能够为同类型的防洪评价工作提供参考。 展开更多
关键词 防洪评价 动力模型 Godunov格式 滹沱河
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二维水动力模型的并行计算研究 被引量:21
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作者 左一鸣 崔广柏 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期846-850,共5页
建立了二维水动力并行模型;针对MPI不能实现进程迁移现状,自主开发了并行通讯平台,平台机群负载平衡采用基于蚁群算法的人工智能算法,并根据模型需要制定了相关通讯协议;对长江内江段进行数值模拟,结果表明当网格数一定时,存在一最优客... 建立了二维水动力并行模型;针对MPI不能实现进程迁移现状,自主开发了并行通讯平台,平台机群负载平衡采用基于蚁群算法的人工智能算法,并根据模型需要制定了相关通讯协议;对长江内江段进行数值模拟,结果表明当网格数一定时,存在一最优客户端数,当客户端数小于最优客户端数时,并行算法所需时间小于串行算法时间,并随着客户端数增加,所需时间也逐渐减少;反之,所需时间则逐渐增大。 展开更多
关键词 动力模型 并行计算 方程 有限体积法 蚁群算法
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基于时空动态耦合的漫滩、溃堤与防洪保护区洪水联算二维模型 被引量:4
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作者 王秀杰 王丽娜 +1 位作者 田福昌 苑希民 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期57-63,共7页
河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与... 河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与防洪保护区的无缝连接,从而实现了漫滩、溃堤与防洪保护区洪水的时空动态耦合计算。基于DEM、遥感影像和实测断面的地形数据资料,提出了河道数字地形获取改进技术,同时利用热启动技术解决了溃口形状变动问题。通过实例研究表明,该模型可实现二维宽浅河道漫滩、溃堤和防洪保护区及其任意组合的洪水仿真。计算结果合理、可靠,供相关部门参考。 展开更多
关键词 溃堤洪 防洪保护区 动力学模型 动态耦合 河道数字地形 热启动
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