【摘要】：基于有限體積法建立求解潰壩水流運動的數(shù)學模型,利用Riemann問題求解Godunov格式計算通量,通過空間分塊劃分的大規(guī)模并行計算來加速運算,實現(xiàn)了城市洪水演進的精細數(shù)值模擬.數(shù)值模擬結果表明,建筑物在潰壩波波前到達初期所受水流荷載最大;受上游建筑物消波、蔽護作用,潰口下游建筑物所受荷載隨至潰口的距離的增大而減小,建筑物的存在使得潰壩波在城區(qū)傳播速度減慢.并行測試表明,緩沖模式比非緩沖模式更適用于淺水方程大規(guī)模并行求解.目前大規(guī)模并行計算能夠實現(xiàn)對面積達400,km2的城區(qū)洪水演進進行實時仿真模擬,為濱河、濱海城市在受到潰壩、海嘯等洪水威脅時的快速決策和應急疏散提供科學依據.
[Abstract]:Based on the finite volume method, a mathematical model is established to solve the flow motion of dam-break flow. The flux is calculated by using the Riemann problem to solve the Godunov scheme, and the computation is accelerated by large-scale parallel computation of space partitioning, and the fine numerical simulation of urban flood routing is realized. The numerical simulation results show that the water flow load on the building is the largest in the initial stage of arrival of the dam break wave front, and the load on the downstream building decreases with the increase of the distance from the breach to the breakage due to the wave dissipation and shielding action of the upstream building. The existence of buildings slows down the speed of dam-break wave propagation in urban areas. The parallel test shows that the buffer mode is more suitable for large-scale parallel solution of shallow water equations than the non-buffer mode. At present, large scale parallel computing can simulate the flood routing of urban area up to 400 km2 in real time, and provide scientific basis for rapid decision-making and emergency evacuation of riverside and coastal cities under the threat of dam-break and tsunami.
【作者單位】： 天津大學水利工程仿真與安全國家重點實驗室;上海交通大學高新船舶開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心;天津大學建筑工程學院;
【基金】：國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體資助項目(51321065);國家自然科學基金資助項目(51379144,50979066,51009105) 天津市應用基礎與前沿技術研究計劃資助項目(12JCQNJC05600,12JCQNJC02600) 全國優(yōu)秀博士學位論文作者專項基金資助項目(201453)
【分類號】：TV122

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本文編號：2285403