一种基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法技术

本发明专利技术提供了基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法，包括：1)基于二阶地形概化精度的非结构网格划分2)基于面积修正率的改进型二维浅水控制方程的确定；3)对步骤2)中控制方程在步骤1划分的网格上进行有限体积法离散，并将2)中提出的改进性控制方程中底坡项转换为线积分进行求解，实现城市地表建筑水动力学仿真。本发明专利技术的引入面积修正率的概念，并对引入面积修正率参数后二维浅水方程的改进，基于斜底模式的非结构网格，采用有限体积法离散求解改进后的二维浅水方程，并采用线积分的方式求解处理底坡项，并结合使用面积修正率方法形成的一种基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法。

A simulation method of urban surface building hydrodynamics based on area correction rate

【技术实现步骤摘要】
一种基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法
本专利技术涉及水利工程仿真领域，具体地说，涉及一种基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法。
技术介绍
全球气候变化背景下，极端暴雨事件频发，城市暴雨内涝灾害也呈现增多趋势。随着城市化水平的不断提升以及受季风气候影响，我国城市暴雨洪水集中，洪涝灾害问题也非常突出。开展城市暴雨洪水方面的研究，特别是城市洪涝灾害预警预报研究，不仅具有重要的科学价值，对于支撑经济社会可持续发展也具有重要的实用价值。高精度城市暴雨内涝模型是城市洪涝预测预警和灾情评估的重要工具和基础。当模拟分析城市暴雨内涝时，地表大量的建筑物对洪水演进和积水深度的分布具有重要的影响。在大范围城市暴雨内涝模拟应用中，常用的地表建筑物处理方法有固壁边界法和加大糙率法，与固壁边界法类似的还有地形提升法。固壁边界法和地形提升法需要在网格层面来反映地表建筑物的形状和阻水作用，通常会导致网格尺寸非常小，网格数量巨大，构建的模型难以满足实时预报等时效性要求较高的应用。加大糙率法无需在网格层面反映地表建筑物的形状，但糙率取值又成为一个难题，一般不推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法，其特征在于，包括：/n1)基于二阶地形概化精度的非结构网格划分；/n2)基于面积修正率的改进型二维浅水控制方程的确定；/n3)对步骤2)中控制方程在步骤1)划分的网格上进行有限体积法离散，并将步骤2)中的改进型二维浅水控制方程中底坡项转换为线积分进行求解，实现城市地表建筑水动力学仿真。/n

【技术特征摘要】
1.基于面积修正率的城市地表建筑水动力学仿真方法，其特征在于，包括：
1)基于二阶地形概化精度的非结构网格划分；
2)基于面积修正率的改进型二维浅水控制方程的确定；
3)对步骤2)中控制方程在步骤1)划分的网格上进行有限体积法离散，并将步骤2)中的改进型二维浅水控制方程中底坡项转换为线积分进行求解，实现城市地表建筑水动力学仿真。


2.根据权利要求2中的动力学仿真方法，其特征在于，所述步骤2)中的基于面积修正率的改进型二维浅水方程为







其中，t为时间变量；x和y为坐标；h为水深；u和v分别为x和y方向的流速；g为重力加速度；b表示单元格底高程；Sox和Soy分别为x和y方向的底坡项分量；Sfx和Sfy分别为x和y方向的摩阻项分量，Scx和Scy分别为x和y方向的局部摩阻项分量。Sφx和Sφy分别为x和y方向的修正率比降，U表示守恒变量，E...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻海军，范玉燕，马建明，吴滨滨，穆杰，张大伟，曹大岭，张洪斌，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11