【技术实现步骤摘要】
一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法及系统
[0001]本专利技术涉及水动力模型耦合领域，特别涉及一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法及系统。
技术介绍
[0002]耦合一维水动力模型和二维水动力模型，构建一维、二维水动力耦合模型能够更好的模拟出水域的地形样貌，但是，在一维水动力模型和二维水动力模型的耦合处，存在未知粒子，为此，如何计算一维水动力模型和二维水动力模型的未知粒子的分布量一直是人们所热议的话题。
[0003]现有技术中，往往通过利用一维水动力模型计算的流速和二维水动力模型计算得到的水深，计算一维水动力模型和二维水动力模型的未知粒子的分布量，该方法由于使用了零梯度边界条件，不可避免的引入了计算误差，降低了一维水动力模型和二维水动力模型的耦合精度，导致一维、二维水动力耦合模型的模拟效果并不理想，并且，对于水动力耦合模型的模拟效果，被耦合的水动力模型本身特性也至关重要。
[0004]为此，如何提供一种考虑被耦合的水动力模型本身特性，且在水动力模型耦合过程中不使用多余的零梯度边界条件，进一步提高一维、...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法，其特征在于，包括：步骤(1)：构建基于圣维南方程组的一维水动力模型以及同时满足流量衔接条件和动力衔接条件的二维水动力模型；步骤(2)：获取所述一维水动力模型流向所述二维水动力模型的一维已知粒子的分布量和流动速度以及所述二维水动力模型流向所述一维水动力模型的二维已知粒子的分布量和流动速度；步骤(3)：根据所述一维已知粒子的分布量和流动速度以及所述二维已知粒子的分布量和流动速度确定所述一维水动力模型最后一排网格的一维单宽流量以及所述二维水动力模型第一排网格的二维单宽流量的平均值；步骤(4)：根据所述一维已知粒子的分布量和流动速度以及所述一维单宽流量，应用格子玻尔兹曼数值法确定所述一维水动力模型的一维未知粒子的分布量；根据所述二维已知粒子的分布量和流动速度以及所述二维单宽流量的平均值，应用格子玻尔兹曼数值法确定所述二维水动力模型的二维未知粒子的分布量；步骤(5)：根据所述一维未知粒子的分布量以及所述二维未知粒子的分布量耦合所述一维水动力模型和所述二维水动力模型，构建一维、二维水动力耦合模型。2.根据权利要求1所述的一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基于圣维南方程组的一维水动力模型包括水流连续方程和水流运动方程，如下：所述水流连续方程：所述水流运动方程：其中，x为里程；t为时间；z为水位；B为过水断面水面宽度；Q为流量；q为侧向单宽流量，正值表示流入，负值表示流出；A为过水断面面积；g为重力加速度；u为断面平均流速；β为校正系数；R为水力半径；c为谢才系数。3.根据权利要求1所述的一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法，其特征在于，步骤(1)中，所述同时满足流量衔接条件和动力衔接条件的二维水动力模型包括连续性方程、x方向动量方程、y方向动量方程，如下：所述流量衔接条件：所述动力衔接条件：Z1＝Z2＝
…
＝Z
m
；其中，Q
i
为汊点第i条支流流量，流入为正，流出为负；Z
i
表示汊点第i条支流的断面平均水位；m为汊点处的支流数量；所述连续性方程：
所述x方向动量方程：所述y方向动量方程：其中，u、v分别为x、y方向的垂向平均速度；z为水面高程；h为水深；n为曼宁糙率系数；f为科氏力系数f＝Ωsinθ，Ω为地球旋转的角频率，θ为当地的纬度；γ
i
为紊动黏性系数；p
a
和p
ω
分别是空气和水密度；f
ω
为风应力系数；ω
x
和ω
y
分别为x、y方向的风速。4.根据权利要求1所述的一种一维、二维水动力耦合模型的构建方法，其特征在于，步骤(3)中，根据所述一维已知粒子的分布量和流动速度以及所述二维已知粒子的分布量和流动速度确定所述一维水动力模型最后一排网格的一维单宽流量以及所述二...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭战松，徐鹏，
申请(专利权)人：黄河水利职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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