[發(fā)明專利]復(fù)雜河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算方法、設(shè)備、介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910514272.6
• 申請(qǐng)日: 2019-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110263411B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉張;宋利祥;楊聿;胡鳳蝶;楊芳;陳文龍;李杰;王漢崗;楊志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 鄭浦娟

1.一種復(fù)雜河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算方法，其特征在于，步驟如下：

步驟S1、針對(duì)河網(wǎng)中各汊點(diǎn)，對(duì)各汊點(diǎn)分別預(yù)設(shè)一個(gè)水位值作為其初始的預(yù)測(cè)水位值；

步驟S2、根據(jù)河道水面坡降將河道分類為緩坡河道和陡峭河道；

步驟S3、根據(jù)河網(wǎng)中各汊點(diǎn)當(dāng)前的預(yù)測(cè)水位值，計(jì)算各河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)；其中：

針對(duì)于緩坡河道，采用有限差分法計(jì)算緩坡河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)；

針對(duì)于陡峭河道，采用有限體積法計(jì)算陡峭河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)；

步驟S4、針對(duì)于河網(wǎng)中各汊點(diǎn)，獲取通過(guò)步驟S3計(jì)算得到的該汊點(diǎn)處各河道斷面的流量，判斷該汊點(diǎn)處各河道斷面的流量是否滿足流量守恒條件；

若是，則將步驟S3中當(dāng)前計(jì)算得到的各河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)作為當(dāng)前河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果；

若否，則進(jìn)入步驟S5；

步驟S5、首先判斷當(dāng)前迭代次數(shù)是否達(dá)到一定值；

若是，則終止迭代，將步驟S3中當(dāng)前計(jì)算得到的各河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)作為當(dāng)前河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果；

若否，首先根據(jù)汊點(diǎn)處流入流量與流出流量的差值計(jì)算汊點(diǎn)水位校正值，然后判斷該水位校正值是否小于一定值Z1；若是，則終止迭代，將步驟S3中當(dāng)前計(jì)算得到的各河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)作為河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果；若否，則根據(jù)汊點(diǎn)水位校正值對(duì)汊點(diǎn)當(dāng)前的預(yù)測(cè)水位值進(jìn)行校正，將校正后的汊點(diǎn)處水位值作為下一次迭代計(jì)算時(shí)汊點(diǎn)的預(yù)測(cè)水位值，然后返回步驟S3；

每一時(shí)段執(zhí)行一次步驟S1至S5；即在當(dāng)前時(shí)段執(zhí)行完成步驟S1至S5后，進(jìn)入下一時(shí)段重新執(zhí)行步驟S1至S5，直到最終時(shí)段；當(dāng)前時(shí)段在執(zhí)行步驟S1中，將上一時(shí)段最后計(jì)算得到的汊點(diǎn)的預(yù)測(cè)水位值，作為當(dāng)前時(shí)段各汊點(diǎn)初始的預(yù)測(cè)水位值；

步驟S2中根據(jù)河道水面坡降將河道分類為緩坡河道和陡峭河道的具體過(guò)程如下：

步驟S21、獲取上一時(shí)段的河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果，得到上一時(shí)段各河道各斷面的水動(dòng)力參數(shù)，包括各斷面的水位；

步驟S22、針對(duì)于各河道，計(jì)算其中每相鄰兩個(gè)斷面之間的水面坡降：

其中，S_i為河道內(nèi)第i、i+1個(gè)斷面之間的水面坡降，Z_i、Z_i+1分別為上一時(shí)段河道內(nèi)第i、i+1個(gè)斷面的水位；△x_i為河道內(nèi)第i、i+1個(gè)斷面之間的距離；M為河道內(nèi)斷面的總數(shù)；

步驟S23、比較步驟S22計(jì)算得到的各每相鄰兩個(gè)斷面之間的水面坡降，選取出其中一個(gè)最大值：

S_max＝max(|S₁|,...,|S_i|,...,|S_M-1|)；

其中，S_max為選取出的最大值；M為河道內(nèi)斷面的總數(shù)；

步驟S24、根據(jù)步驟S23中選取出的最大值S_max對(duì)河道進(jìn)行分類，當(dāng)S_max大于等于閾值Z2時(shí)，判斷河道為陡峭河道，否則判斷河道為緩坡河道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜河網(wǎng)水動(dòng)力計(jì)算方法，其特征在于，步驟S4中通過(guò)判斷以下公式是否成立來(lái)判斷汊點(diǎn)處各河道斷面的流量是否滿足流量守恒條件：

其中，p為汊點(diǎn)編號(hào)，j為汊點(diǎn)處的河道編號(hào)；Q_p,j為第p個(gè)汊點(diǎn)處第j條河道的流量，流入為正，流出為負(fù)；k_in、k_out分別為流入、流出汊點(diǎn)的河道數(shù)量。