針對(duì)變化環(huán)境下洪澇災(zāi)害頻發(fā)以及洪澇模擬結(jié)果二維展示的自身局限性等問題,將高分辨率數(shù)值模型與三維可視化技術(shù)耦合,以陜西灃西新城、英國(guó)莫帕斯鎮(zhèn)洪澇災(zāi)害過程為例,采用基于GPU加速技術(shù)的高分辨數(shù)值模型對(duì)城鎮(zhèn)及江河洪澇災(zāi)害過程進(jìn)行數(shù)值模擬,以較為準(zhǔn)確獲取洪災(zāi)淹沒時(shí)間、淹沒面積等信息;后處理展示方面實(shí)現(xiàn)數(shù)值模型與Unity 3D平臺(tái)耦合,對(duì)洪澇過程模擬結(jié)果進(jìn)行三維可視化展示,實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景漫游等功能;應(yīng)用快門式3D技術(shù)進(jìn)行三維瀏覽,初步實(shí)現(xiàn)基于3D立體成像的洪水模擬展示。結(jié)果表明,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合度較高,積水面積平均相對(duì)誤差分別為6.235%,1.505%,并真正實(shí)現(xiàn)了三維環(huán)境下的水災(zāi)害過程信息交互展示�？勺鳛橐环N有效的協(xié)同平臺(tái)來增強(qiáng)相關(guān)人員之間的溝通與協(xié)作,為決策人員提供準(zhǔn)確有效的科學(xué)依據(jù),在水利領(lǐng)域具有較好應(yīng)用前景。 

【文章來源】：自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2020,29(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

2016-08-25場(chǎng)次實(shí)測(cè)降雨

積水量最大時(shí)分布情況

為保證數(shù)值解整體上提高到二階精度,同時(shí)維持?jǐn)?shù)值解的穩(wěn)定性,對(duì)時(shí)間步長(zhǎng)采用兩階Runge Kutta格式來獲得二階精度。模型干濕動(dòng)邊界處理方面,在本文作者提出的靜水重構(gòu)法[13]的基礎(chǔ)上,引入水深容差ε的概念以區(qū)別干濕網(wǎng)格單元,一般取ε=0.000001m,單元形心處水深重構(gòu)值h大于水深容差ε時(shí),此時(shí)網(wǎng)格為濕網(wǎng)格。并且引入了精度格式自適應(yīng)方法[14],即在干濕邊界處小水深急劇變化的條件下,算法的二階格式自動(dòng)降階為一階,以保證計(jì)算穩(wěn)定性,提高模型效率。底坡項(xiàng)使用模型作者提出的底坡通量法處理,摩擦阻力項(xiàng)的計(jì)算使用分裂點(diǎn)隱式法以提高穩(wěn)定性[15]。考慮到水流演進(jìn)過程模擬一般尺度較大,且CPU并行計(jì)算技術(shù)對(duì)硬件要求高,為了提高計(jì)算效率,模型采用GPU并行計(jì)算在不降低精度條件下實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算[16]。圖1為通過GAST模型進(jìn)行城市內(nèi)澇及洪水演進(jìn)數(shù)值模擬流程圖。1.2 高分辨率數(shù)值模型與三維可視化耦合

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3440478