检索结果-内蒙古大学图书馆

水利学报 2007年第12期38卷 1482-1488页

作者：李畅游史小红内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018

为研究干旱半干旱地区湖泊水动力学的特殊性,本文以位于我国北方河套灌区中的草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测的湖泊流量、流速、水深监测数据与空间数据结合,以湖泊水平面二维水动力学模型为基础,考虑旱区特殊的水文气象因素,... 详细信息

为研究干旱半干旱地区湖泊水动力学的特殊性,本文以位于我国北方河套灌区中的草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测的湖泊流量、流速、水深监测数据与空间数据结合,以湖泊水平面二维水动力学模型为基础,考虑旱区特殊的水文气象因素,主要包括蒸发与风速,建立适合旱区湖泊水动力学的模型。模型求解采用有限差分法中的交错格点显式差分法,利用人为控制入口、出口边界,并在模型的参数选择上采用实测的气象资料进行逐日输入,从而提高了模型结果的精确度。经实测资料验证表明,所建模型对于干旱半干旱地区将蒸发、风力因素考虑进模型中是合理的,能够更准确地描述该地区中湖泊的水动力过程,可应用于对湖泊污染过程水质变化的定量研究。

关键词：干旱半干旱地区乌梁素海二维水动力学模型流场

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二维水动力学模型并行计算研究

二维水动力学模型并行计算研究

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作者：夏忠喜华北电力大学

学位级别：硕士

二维水动力学模型广泛应用于洪水预报、航运预警等水流模拟相关领域,随着模拟范围、内容与精度要求的不断增长,提高计算效率已成为模型应用的迫切需求。本文在深入研究二维水动力学模型求解算法的基础上,基于共享内存的并行模式建立了... 详细信息

二维水动力学模型广泛应用于洪水预报、航运预警等水流模拟相关领域,随着模拟范围、内容与精度要求的不断增长,提高计算效率已成为模型应用的迫切需求。本文在深入研究二维水动力学模型求解算法的基础上,基于共享内存的并行模式建立了二维水动力学并行计算模型,分别对长江上游河道通航水流和松花江胖头泡蓄滞洪区溃堤洪水进行了模拟,获得了较好的加速效果,同时对影响并行效率的多种因素进行了探讨。研究工作对提高二维水动力学模型的计算效率提供了可行的方法。论文结合国家十二五科技支撑计划课题“多体系协同集成的智能航运关键技术研究”,完成相关研究内容并取得以下成果：综合分析了二维水动力学模型求解与并行算法的研究进展,根据并行计算实现方法将水动力学并行模型概括为三种类型：消息传递模型、共享内存模型和GPU通用计算模型,阐述了三种模型的理论框架、关键技术和优化进展。结合并行算法的特点与应用研究成果,对各模型的求解算法、应用领域、加速比、可扩展性和移植性等要素进行了对比分析。根据模型处理间断的能力以及实现并行算法的需要,选择基于非结构网格的有限体积法求解二维水动力学方程,对网格划分、控制单元选取、控制方程离散、干湿边界处理、时间步长设定等模型求解算法进行了详细阐述。在分析模型算法流程的基础上,提出同一时间步内网格计算无相关性,可将相应的计算分配给不同线程执行以实现并行的思路,并采用OpenMP并行模式建立了二维水动力学并行计算模型。针对长江上游重庆段航道水流条件实时模拟与松花江胖头泡蓄滞洪区溃堤洪水模拟要求,分别建立了基于OpenMP的二维水动力学并行计算模型。对并行模型与串行模型的计算结果进行了对比验证,结果表明,所建模型具有较好的加速性能,在16核的工作站上可以获得8.0以上加速比。论文探讨了并行模型在不同网格计算量下的运行性能及模型的可扩展性,结果表明,模型计算量越大模型的加速效果越明显、性能越优异;同时,模型具有良好的可扩展性,加速比随着计算核心数量的增加而提升。

关键词：二维水动力学模型并行计算有限体积法 OpenMP

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二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水演进模拟分析中的应用

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江苏水利 2018年第12期34卷 68-72页

作者：李允军徐青周元斌吉庆伟向小华南瑞集团有限公司江苏南京210003 江苏省骆运水利工程管理处江苏宿迁223800 河海大学江苏南京210003

在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾... 详细信息

在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾参数均比较合理,对蓄滞洪区的科学运用和防洪减灾具有指导意义。

关键词：二维水动力学模型有限体积法洪水演进分析蓄滞洪区

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二维水动力学模型在鞍山地区河道整治工程流态评估中的应用研究

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地下水 2020年第2期42卷 232-233,247页

作者：杨书山辽宁省鞍山市岫岩县水利事务服务中心辽宁鞍山114300

结合二维水动力学模型对鞍山地区某河道整治工程前后的流态进行分析。分析结果表明:二维水动力学模型可较好的表征河道整治前后的流态影响。断面计算流速与实测流速之间的误差绝对值在0.27~2.07m^3/s之间,水位计算误差在之间0.03~0.41 ... 详细信息

结合二维水动力学模型对鞍山地区某河道整治工程前后的流态进行分析。分析结果表明:二维水动力学模型可较好的表征河道整治前后的流态影响。断面计算流速与实测流速之间的误差绝对值在0.27~2.07m^3/s之间,水位计算误差在之间0.03~0.41 m之间,可满足流态计算规范精度。河道整治后,断面平均流速得到有效控制,过流能力显著提升,利用区域防洪安全。研究成果为河道整治前后流态评估提供一种新方法。

关键词：二维水动力学模型流速分析水位分析河道整治工程效果评估鞍山地区

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二维水动力学模型糙率的推导和验证

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四川水利 2020年第6期41卷 8-11,44页

作者：郭晓明乔明丹华水利环境技术(上海)有限公司上海200235 浙江省环境科技有限公司杭州310007

在二维水力学模型的计算过程中需要对糙率进行率定,但在一些新建的工程如隧洞、渠道等没有实测数据和实验数据,仅靠边壁的材料去确定糙率通常有很大的误差。文章通过谢才公式和曼宁公式进行简单的推导,得出二维水动力学模型需要的糙率... 详细信息

在二维水力学模型的计算过程中需要对糙率进行率定,但在一些新建的工程如隧洞、渠道等没有实测数据和实验数据,仅靠边壁的材料去确定糙率通常有很大的误差。文章通过谢才公式和曼宁公式进行简单的推导,得出二维水动力学模型需要的糙率和边壁材料糙率的关系。通过汶川下庄电站引水隧洞数值模拟、藕节水槽试验数值模拟和各自的试验数据对比,以及理想矩形水槽数值模拟和公式计算数据的对比,验证了公式的合理性和可行性,为二维水动力学模型采用的糙率提供公式参考。

关键词：糙率二维水动力学模型谢才公式曼宁公式

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基于二维水动力学模型的阿什河河道整治研究

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人民黄河 2022年第S02期44卷 47-48,51页

作者：尹雄锐王晓妮关见朝松辽水利委员会流域规划与政策研究中心吉林长春130021 水利部松辽水利委员会吉林长春130021 中国水利水电科学研究院泥沙研究所北京100048

阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局... 详细信息

阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局部河道淤积严重,现状水面线较2013年地形的水面线大幅抬高,特别是哈同桥附近偏高1.5 m (P=1%),河道内阻水情况非常严重。通过对比分析河槽疏浚整治方案实施效果,提出河道整治措施。

关键词：阿什河二维水动力学模型行洪能力河道整治

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基于二维水动力学模型的洪水演进数值模拟

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南水北调与水利科技 2013年第B01期11卷 89-91,128页

作者：刘海娇苑希民杨敏李其梁天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点，划... 详细信息

蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点，划分的网格在计算域复杂的几何形状处理方面有极大的灵活性。该模型可模拟洪水的淹没水深、淹没历时、洪水流速、洪水最大水深、洪水前锋到达时间等。模型中引入通道的概念，通道被划分为多种类型，不同类型通道的计算对应不同的程序代码。以贾口洼蓄滞洪区为例，开展蓄滞洪区淹没情况模拟计算。通过对1954年历史洪水的模拟，验证了该模型的可行性。有关成果为蓄滞洪区防洪减灾与应急管理提供技术支持，同时为相关领域的洪水风险分析和评价等提供借鉴。

关键词：二维水动力学模型蓄滞洪区洪水演进历史洪水模型验证

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基于GPU的二维水动力学模型并行计算方法及应用研究

基于GPU的二维水动力学模型并行计算方法及应用研究

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作者：袁睿华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

水动力学模型已广泛应用于溃坝洪水、通航水流条件计算等水流模拟相关领域。随着模拟任务与精度要求的不断增大,计算时间过长已成为影响模型应用的瓶颈。采用现代计算机技术,提高水动力学模型的计算效率是模型应用的迫切需求。本文对基... 详细信息

水动力学模型已广泛应用于溃坝洪水、通航水流条件计算等水流模拟相关领域。随着模拟任务与精度要求的不断增大,计算时间过长已成为影响模型应用的瓶颈。采用现代计算机技术,提高水动力学模型的计算效率是模型应用的迫切需求。本文对基于GPU的二维水动力学模型并行计算方法进行研究,以松花江胖头泡蓄滞洪区和长江上游重庆航道的水流计算为例,对并行模型的效率与关键影响因素进行探索,主要成果与结论如下：(1)研究了二维水动力学模型的求解方法,基于有限体积法建立了二维水动力学模型以适应研究区域水流复杂性。总结了OpenACC应用编程接口标准并行方法的原理与方法,阐述了OpenACC的并行标准与并行过程,对不同导语的并行实现进行了研究,测试了多功能子语在并行过程中的作用。基于OpenACC模式将二维水动力学串行计算模型改造为并行计算模型,对并行模型构建中数据环境控制、数据传输及效率优化等关键技术进行了研究分析。(2)将二维水动力学并行计算模型应用于长江上游江津至重庆航道水流的实时模拟,将模型计算结果与洪、中、枯三级实测流量瞬时水面线进行对比验证,并行模型能够较好的模拟不同水情下的通航水流条件。采用不同的网格精度,对比了并行模型的加速性能。由不同精度的计算结果可知,计算量越大时,并行模型的加速效果越明显。当网格数量为253161个时,通过数据传输优化获得了27.7的加速比。具体工程应用时,在二维水动力学并行计算模型计算基础上,建立了水流模拟结果的方案库,存储不同来流状况下的航道水流模拟结果,与并行计算模型相配合,进一步提高水流模拟的实时性。(3)将二维水动力学并行计算模型应用于松花江胖头泡蓄滞洪区溃堤水流模拟,通过划分4种不同精度的网格方案,对并行模型在Nvidia Kepler K20c显卡上进行了计算测试。测试结果表明并行模型在保证计算准确性的前提下,计算效率得到了很大的提升,获得了20.7倍的加速比。基于相同的计算任务,采用OpenMP和OpenACC两种并行方法进行了对比分析,总结了两种并行方法的实现特点、计算性能与适用情况。

关键词：二维水动力学模型有限体积法并行计算 OpenACC 溃堤通航水流

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基于TVD隐格式的二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水淹没模拟中的应用研究

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2019年第3期40卷 65-71页

作者：李春红徐青周元斌吉庆伟向小华南瑞集团有限公司江苏南京211106 江苏省骆运水利工程管理处江苏宿迁223800 河海大学江苏南京210003

蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果... 详细信息

蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果表明,该方法可有效计算蓄滞洪区洪水演进过程,进而分析淹没水深、淹没区域以及骆马湖水位的变化过程。将洪水淹没模拟结果辅以蓄滞洪区的人口、经济分布,可有效计算不同进洪方式下的人民经济财产损失,进而为制定科学合理的进洪方式和应急预案提供可靠的数据支持。

关键词：蓄滞洪区 TVD隐格式二维水动力学模型进洪洪水淹没模拟

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基于FVM格式的二维水动力学模型在河道整治工程流态分析中的应用研究

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吉林水利 2017年第5期 1-4,8页

作者：田伟林荣维志辽宁泽龙水利实业有限责任公司辽宁沈阳110000 辽宁天阳工程技术咨询服务有限公司辽宁沈阳110000

本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计... 详细信息

本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计算的断面水位和流速与实测值之间的绝对误差值分别在0.08―0.46m和0.3―2.3m/s之间,相关系数均在0.6782―0.7845之间;相比于整治前,整治后的河道断面流速有所减小,断面过流能力相应增加,有助于区域防洪安全。研究成果对于河道整治工程后防洪影响评价流态分析计算提供方法参考。

关键词：有限体积单元格式二维水动力学模型河道整治工程河道流态分析

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