清华大学学报(自然科学版)

作者：杨芳, 胡豫英, 宋利祥, 赵建世

单位：1. 珠江水利科学研究院, 广州 510611;<br>2. 水利部粤港澳大湾区水安全保障重点实验室, 广州 510611;<br>3. 水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广州 510611;<br>4. 清华大学 水利水电工程系, 北京 100084

关键词：城市洪涝模型,动态网格策略,局部时间步长,水动力模型

基金：水利青年人才发展资助项目;水利部重大科技项目(SKR-2022038)

二维水动力模型能够模拟洪涝在地表的淹没及演进过程,是城市洪涝防御的关键工具,已得到越来越多的研究与应用。在精细化洪涝过程模拟中,细小的网格单元会显著增加网格数量、减小时间步长,大大降低模型计算效率。使用动态网格控制策略可减少实际参与计算的网格单元数量,使用局部时间步长技术可提高模型计算的平均计算步长。融合动态网格控制策略和局部时间步长技术,在有效单元上采用分级时间步长,可进一步结合两种策略的优势,减少模型计算量,提升二维水动力模型的计算效率。理想溃坝算例测试结果表明：动态网格控制策略在干网格数量多时效果明显,局部时间步长技术在网格尺度差异较大时效果显著。在南岗河流域洪涝模拟算例中,两种算法融合使用,最大可节省计算耗时约60%,能有效应对城市洪涝模拟过程中无效网格单元多、无效计算量大的问题。

来源：2024年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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