本发明专利技术涉及一种用于洪水演进数值计算的网格流出率的修正方法，包括：通过修正系数对负水深网格进行修正，获得该网格的实际水深，克服了在以往的移动边界计算中，经常发生水面标高低于地面标高的情况，也就是计算后的水深变为负值，即出现负水深网格，从而导致计算域内的质量不能保证守恒，稳定性变差，甚至计算发散而得不到结果，直接影响到洪水演进数值计算无法顺利进行的技术问题，通过引入所述修正系数λ，使当出现水面标高低于地面标高时，洪水演进数值模拟计算得已顺利进行。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括：通过修正系数对负水深网格进行修正，获得该网格的实际水深，克服了在以往的移动边界计算中，经常发生水面标高低于地面标高的情况，也就是计算后的水深变为负值，即出现负水深网格，从而导致计算域内的质量不能保证守恒，稳定性变差，甚至计算发散而得不到结果，直接影响到洪水演进数值计算无法顺利进行的技术问题，通过引入所述修正系数λ，使当出现水面标高低于地面标高时，洪水演进数值模拟计算得已顺利进行。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
洪水灾害是指山丘地区在强降雨影响下，短时间内形成具有较大洪峰流量的洪水。我国地处东亚季风区，山区和丘陵地区占国土地面积的三分之二。其中，洪水灾害的优先预防面积达97万，影响人口 1.3亿。近年洪水灾害造成的死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例超过70%，成为造成人员伤亡的主要灾种。随着社会经济的发展，洪水灾害的防治工作越来越被重视。早先，国际通用的洪水灾害的预测技术是对沟道、沟口进行实地采样，根据有可能的灾害种类和等级确定危险指数。最具代表性的是提出的荒溪分类及危险区制图指数法，通过收集9种指标51个具体因子划分出不同等级的危险区。随着地理信息系统、数字高程模型、遥感和卫星遥测等现代科学技术高速发展，基于平面浅水波方程的模拟方法被广泛应用于对流域内洪水、洪水及泥石流等灾害现象的预测和定量分析中。该方法不受模型实验相似性理论的限制，可快速、精确的揭示灾害发生的原因及过程，从而大大提高洪水等突发洪水的预见期。最常用的平面二维模拟数值方法包括有限元法、有限体积法和有限差分法。针对洪水模拟，/?等提出了使用二阶迎风格式离散动量方程的非线性对流项和二阶76?/?-/--1?格式离散线性对流项模拟流域的泛滥过程。Roger等提出一种MacCormack+TVD格式的边界拟合数值模型,通过检测每个时间步长下的水深是否到达干枯临界值判定动边界范围。丹麦^///水资源与环境研究院采用隐式交替方向算法开发了水动力学模拟软件在面向洪水泥石流灾害二维数值模拟中，由于流域地形陡峭，水流量急速变化，在较大计算时间步长下的动边界处理过程中，对流出量简单的归零处理往往导致负水深，造成模拟过程中的质量与动量不守恒，最终导致计算数值不稳定甚至计算发散而得不到结果。近年来^WMizuyeum (2005)采用一维数值模型计算了明渠洪水对山区河床、水坝造成的影响。Μ Nakatani等(2008)采用二维数值模拟模型，基于洪水淹没深度和沉降的变化对其形成的冲积扇进行了模拟计算。由于洪水发生地的地形具有陡峭且凹凸不平的特点，因此洪水的边界范围、流速和水深都急剧变化。在以往的移动边界计算中，经常发生水面标高低于地面标高的情况，也就是计算后的水深变为负值。导致计算域内的质量不能保证守恒，稳定性变差，甚至计算发散而得不到结果，从而直接影响到洪水演进数值模拟计算无法顺利进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该修正方法解决了当出现水面标高低于地面标高的情况，洪水演进数值计算无法顺利进行的技术问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种，包括: ①获取一洪水高发地区的遥感影像，通过该遥感影像建立一计算域内所述洪水高发地区的数字高程模型； 建立所述数字高程模型的方法包括: 所述计算域按照一定空间步长(ΔΖ、Δy )进行分割后得到二维规则网格模型，定义(i，J')为该二维规则网格模型中一网格，且该网格为正方形网格，其中，设定该二维规则网格模型中任一网格的水深为仏且与该网格按X轴同方向的单宽流量#，与7轴同方向的单宽流量N.,同时设定所述洪水演进数值计算的时间步/?，以及该时间步对应的时间步长#。②通过单宽流量公式获得所述二维规则网格模型中各网格在/7+1时间步的所述单宽流量#和单宽流量其方法，包括: 预设初始条件，即，在时间步，且设定位于所述计算域的边界上的流量输入起始界的各边界网格的初值参数，该初值参数包括:初始水深,所述单宽流量#的对应流速矢量T，以及所述单宽流量#的对应流速矢量，在所述单宽流量公式中位于所述计算域外的网格的初值参数与该网格相邻的一边界网格的初值参数相同，且位于所述计算域内的网格的初值参数的相应取值为O。以及，所述单宽流量I和单宽流量#的初始值的计算公式:【权利要求】1.一种，包括: ①获取一洪水高发地区的遥感影像，通过该遥感影像建立一计算域内所述洪水高发地区的数字高程模型； 建立所述数字高程模型的方法包括: 所述计算域按照一定空间步长(ΔX、ΔY)进行分割后得到二维规则网格模型，定义(i，jO为该二维规则网格模型中一网格，且该网格为正方形网格，其中，设定该二维规则网格模型中任一网格的水深为仏且与该网格按I轴同方向的单宽流量见与7轴同方向的单宽流量同时设定所述洪水演进数值计算的时间步n，以及该时间步对应的时间步长& ②通过单宽流量公式获得所述二维规则网格模型中各网格在n+ 1时间步的所述单宽流量#和单宽流量#,.其方法，包括: 预设初始条件，即，在时间步，且设定位于所述计算域的边界上的流量输入起始界的各边界网格的初值参数，该初值参数包括:初始水深#，所述单宽流量#的对应流速矢量P，以及所述单宽流量#的对应流速矢量；；在所述单宽流量公式中位于所述计算域外的网格的初值参数与该网格相邻的一边界网格的初值参数相同，且位于所述计算域内的网格的初值参数的相应取值为O ; 以及，所述单宽流量#和摩I遞童ΛΖ的初始值的计算公式: Mn =UnHn (I) Nn = VnHn (2) 所述单宽流量公式: 【文档编号】G06F17/50GK103530461SQ201310478327【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日 【专利技术者】张家华 申请人:南京晓庄学院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于洪水演进数值计算的网格流出率的修正方法，包括：①获取一洪水高发地区的遥感影像，通过该遥感影像建立一计算域内所述洪水高发地区的数字高程模型；建立所述数字高程模型的方法包括：所述计算域按照一定空间步长（????????????????????????????????????????????????、）进行分割后得到二维规则网格模型，定义（i，j）为该二维规则网格模型中一网格，且该网格为正方形网格，其中，设定该二维规则网格模型中任一网格的水深为H，且与该网格按X轴同方向的单宽流量M，与Y轴同方向的单宽流量?N；同时设定所述洪水演进数值计算的时间步n，以及该时间步n对应的时间步长；②通过单宽流量公式获得所述二维规则网格模型中各网格在n+1时间步的所述单宽流量M和单宽流量?N；其方法，包括：预设初始条件，即，在n时间步，且设定位于所述计算域的边界上的流量输入起始界的各边界网格的初值参数，该初值参数包括：初始水深，所述单宽流量M的对应流速矢量，以及所述单宽流量?N的对应流速矢量；在所述单宽流量公式中位于所述计算域外的网格的初值参数与该网格相邻的一边界网格的初值参数相同，且位于所述计算域内的网格的初值参数的相应取值为0；以及，所述单宽流量M和单宽流量N的初始值的计算公式：?????（1）?????（2）所述单宽流量公式：（3）；??（4）；③根据所述各网格在n+1时间步的单宽流量M和单宽流量N，建立所述各网格的水深计算式，即?（5）其中，?n+2时间步作为水深计算的起始时间步，H表示所述网格水深，表示在所述起始时间步时网格（i，j）的区域内的水深；表示在n时间步的所述网格的区域内的水深，且该时间步的水深为预设值；表示在n+1时间步的所述网格在X轴方向上流体的流入单宽流量；表示相邻网格在X轴方向上的流入单宽流量，即，所述网格在X轴方向上的流出单宽流量；?表示在n+1时间步的所述网格在Y轴方向上流体的流入单宽流量；表示相邻网格在Y轴方向上的流入单宽流量，即，所述网格在Y轴方向上的流出单宽流量；?④若步骤③计算出一网格的水深H小于0，即该网格为负水深网格，则引入一修正系数重新对该负水深网格的水量进行修正计算，直到该负水深网格修正为实际水深后，再转入步骤②通过所述单宽流量公式获得所述二维规则网格模型中各网格在下一时间步的单宽流量M和单宽流量N；其中，当一网格出现负水深时，根据负水深网格在当前时间步n的单宽流量M和单宽流量N计算出该负水深网格的流入总量和流出总量；所述流入总量公式：?????（6）；所述流出总量公式：???（7）；所述计算修正系数λ的公式：????????（8）；并根据公式（1）、（2）、（3）、（4）、（6）、（7）修正当前负水深网格在n+1时间步的流入量和流出量，得出所述负水深网格在n+2时间步的实际水深：??????（9）。2013104783275100001dest_path_image001.jpg,824063dest_path_image002.jpg,2013104783275100001dest_path_image003.jpg,928154dest_path_image004.jpg,2013104783275100001dest_path_image005.jpg,354497dest_path_image006.jpg,2013104783275100001dest_path_image007.jpg,687390dest_path_image008.jpg,2013104783275100001dest_path_image009.jpg,2013104783275100001dest_path_image011.jpg,2013104783275100001dest_path_image013.jpg,626396dest_path_image014.jpg,2013104783275100001dest_path_image015.jpg,74957dest_path_image016.jpg,2013104783275100001dest_path_image017.jpg,528941dest_path_image018.jpg,2013104783275100001dest_path_image019.jpg,351010dest_path_image020.jpg,2013104783275100001dest_path_image021.jpg,957572dest_path_image022.jpg,dest_path_image023.jpg,137886dest_path_image024.jpg,829899dest_path_image026.jpg,dest_path_...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张家华，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：发明
国别省市：
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