[發明專利]基于正方形自適應網格的二維水文-水動力單向耦合方法

有效

• 申請號: 201810652530.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108920799B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 王月玲;占車生
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 文芳

1.一種基于正方形自適應網格的二維水文-水動力耦合模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，基于分布式水文模型的正方形計算網格M₁(i,j)，構建二維水動力模型的自適應計算網格M₂(i,j,is,js)；

步驟2，獲取分布式水文模型計算所得的小時尺度凈雨量柵格數據；

步驟3，在空間尺度上，根據代數關系將M₁柵格數據轉化為M₂柵格數據；

步驟4，在時間尺度上，采用插值法將小時尺度M₂柵格數據轉化為與二維水動力模型時間步長一致的秒尺度M₂柵格數據；

步驟5，降尺度后的柵格數據即可作為驅動條件，輸入二維水動力模型中質量守恒方程的源項進行水動力計算；

步驟6，根據上述方法的具體計算方法如下：

式(1)為空間降尺度，其中，r_i,j表示基于M₁的分布式水文模型計算所得的小時尺度凈雨量；i，j為柵格序號；r_i,j,is,js表示基于M₂的二維水動力模型的小時尺度凈雨量；i,j,is,js為柵格序號，其中is＝1，…，Ms；js＝1，…，Ms；Ms＝2^lev；lev表示網格細分的級數，式(2)為時間降尺度，表示基于M₂的秒尺度凈雨量；n代表當前計算步驟；Δtⁿ為水動力模型當前計算步驟的時間步長；3600代表一小時包含3600秒；式(3)為每個時間步長質量守恒方程源項的計算公式，其中，為水動力模型質量守恒方程的源項。

2.如權利要求1所述的基于正方形自適應網格的二維水文-水動力耦合模擬方法，其特征在于，在所述步驟1中，此處水文模型采用均一正方形粗網格M₁，水動力模型以M₁作為背景網格，細分得到非均一網格M₂，網格分辨率由水文網格向水動力網格以2:1的比例逐步加密，每個網格的鄰居網格都可以由簡單的代數關系決定。

3.如權利要求1所述的基于正方形自適應網格的二維水文-水動力耦合模擬方法，其特征在于，在所述步驟3中，此處Ms為變量，即不同的M₁網格對應不同個M₂網格，Ms的大小由細分級數決定。

4.如權利要求1所述的基于正方形自適應網格的二維水文-水動力耦合模擬方法，其特征在于，在所述步驟4中，此處Δtⁿ為自適應時間步長，即二維水動力模型完成每一個時間步長后將根據水深和速度的關系重新計算下一個時間步長的大小。