全球氣候變化引起極端天氣的頻發(fā),從而導(dǎo)致洪澇災(zāi)害嚴(yán)重,水動(dòng)力模型可有效模擬預(yù)測(cè)洪水災(zāi)害發(fā)生的程度,能夠?yàn)楹樗L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、洪澇災(zāi)害預(yù)警提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。本文針對(duì)現(xiàn)階段二維水動(dòng)力模型中對(duì)模擬區(qū)域內(nèi)水工建筑物處理尚不完善的問(wèn)題,在西安理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的顯卡加速的地表水和其伴隨輸移過(guò)程數(shù)值模型的基礎(chǔ)上,采用基于水量守恒的源項(xiàng)法實(shí)現(xiàn)了在水動(dòng)力模擬中經(jīng)常出現(xiàn)的堰、閘、潰壩等內(nèi)邊界水工建筑物的準(zhǔn)確模擬。源項(xiàng)法的實(shí)施步驟為:（1）在模擬區(qū)域內(nèi),將水工建筑物處上下游網(wǎng)格進(jìn)行特殊標(biāo)記處理,以停止黎曼求解器對(duì)通量的計(jì)算;（2）將上游標(biāo)記網(wǎng)格的水頭信息作為相應(yīng)流量計(jì)算公式的輸入條件計(jì)算出流量（過(guò)堰水流采用堰流公式計(jì)算,閘孔出流采用孔流公式計(jì)算,逐漸潰壩采用考慮了潰口橫向擴(kuò)展、豎向沖刷的DB-IWHR潰壩模型計(jì)算潰口流量）;（3）將計(jì)算的流量轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格水位的變化值,并將上游標(biāo)記網(wǎng)格水位減去該變化值,下游標(biāo)記網(wǎng)格水位加上該變化值。通過(guò)一個(gè)理想算例和一個(gè)實(shí)際水庫(kù)的溢洪道過(guò)流算例驗(yàn)證了采用源項(xiàng)法的水動(dòng)力模型在處理寬頂堰、平底平板閘門時(shí)的適用性及準(zhǔn)確性。采用理想算例進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),寬頂堰和平底平板閘門的數(shù)值模擬結(jié)果與相應(yīng)計(jì)算公... 

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 數(shù)值方法研究進(jìn)展
        1.2.2 數(shù)值模型研究進(jìn)展
        1.2.3 內(nèi)邊界處理方法研究進(jìn)展
    1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
2 模型控制方程及數(shù)值方法
    2.1 控制方程
    2.2 數(shù)值方法
        2.2.1 Godunov格式的有限體積法
        2.2.2 時(shí)間步進(jìn)
        2.2.3 通量計(jì)算
        2.2.4 邊界條件的處理
        2.2.5 摩阻項(xiàng)處理
        2.2.6 底坡項(xiàng)處理
        2.2.7 干濕網(wǎng)格處理
    2.3 GPU加速計(jì)算方法
    2.4 本章小結(jié)
3 二維水動(dòng)力模型內(nèi)邊界處理方法
    3.1 過(guò)堰水流處理方法
    3.2 過(guò)閘水流處理方法
    3.3 耦合潰口演變的內(nèi)邊界處理方法
        3.3.1 潰口演變模型
        3.3.2 模型構(gòu)建
    3.4 本章小結(jié)
4 含內(nèi)邊界影響的二維水動(dòng)力模型驗(yàn)證
    4.1 過(guò)堰水流的驗(yàn)證
        4.1.1 理想算例驗(yàn)證
        4.1.2 甘峪水庫(kù)溢洪道過(guò)流驗(yàn)證
    4.2 過(guò)閘水流的驗(yàn)證
    4.3 本章小結(jié)
5 模型應(yīng)用-耦合潰口演變的二維水動(dòng)力模擬
    5.1 無(wú)資料區(qū)域流域河道重構(gòu)方法
    5.2 托斯大壩潰壩過(guò)程模擬
        5.2.1 模型設(shè)置
        5.2.2 結(jié)果分析
        5.2.3 耦合模型與MIKE21 FM模型對(duì)比分析
    5.3 唐家山潰壩過(guò)程模擬
        5.3.1 研究區(qū)域概況及計(jì)算條件的確定
        5.3.2 模擬結(jié)果分析
    5.4 金沙江潰壩過(guò)程模擬
        5.4.1 研究區(qū)域概況及計(jì)算條件的確定
        5.4.2 模擬結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果
致謝



本文編號(hào)：3724824