典型文献
基于Lattice Boltzmann方法的洪水演进模拟
文献摘要：
采用离散方法求解圣维南方程组的简化形式来推求下游断面未来洪水过程是目前洪水演算中最为常见的水力学方法.但这种方法存在的数值不稳定、计算速度慢等问题,也是目前宏观方法描述流体运动的一个挑战.Lattice Boltzmann方法以粒子速度分布函数为研究对象,在求解非线性偏微分方程组时,将非线性偏微分方程组转化为Lattice Boltzmann演进方程,从而变为简单的线性方程,使得计算效率得到大大提高.研究选用线性扩散波方程来描述河道洪水波运动,采用对空间坐标不进行多尺度处理,而对时间坐标引入五个时间尺度的多尺度展开方式,建立了线性扩散波方程的Lattice Boltzmann方法D1Q5速度模型,进而推求下断面洪水过程.文中分别采用Muskingum法、解析解法和Lat?tice Boltzmann方法的D1Q5速度模型对长江上游龙街—乔家河段、湖南资水柘溪水电站下游江南—夫溪河段进行洪水演算,3种方法的洪峰相对误差、峰现时间、确定性系数模拟的结果相似,从而验证了Lattice Boltzmann方法的准确性.同时分析了时间步长、空间步长和弛豫时间的选取对计算精度的影响.结果表明:Lattice Boltzmann方法可以很好的预测洪水过程,且计算效率较宏观方法得到大大提高,空间步长的取值比时间步长的取值对精度的影响大,在进行洪水演算时,应结合上下游断面长度,选取合适的空间步长,弛豫时间τ的取值不宜过大,建议在[1.5,3]范围内为宜.
文献关键词：
Lattice Boltzmann方法;扩散波方程;平衡态分布函数;弛豫时间
中图分类号：
作者姓名：
刘宁宁;时勇;孙华林
作者机构：
山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,济南 250100
文献出处：
引用格式：
[1]刘宁宁;时勇;孙华林-.基于Lattice Boltzmann方法的洪水演进模拟)[J].中国农村水利水电,2022(06):133-137
A类：
扩散波方程,D1Q5,Muskingum
B类：
Lattice,Boltzmann,洪水演进模拟,离散方法,圣维南方程组,推求,洪水过程,演算,水力学方法,计算速度,速度慢,粒子速度,速度分布,非线性偏微分方程,偏微分方程组,线性方程,得计,计算效率,河道洪水,水波,空间坐标,时间坐标,标引,时间尺度,展开方式,速度模型,解析解法,长江上游,龙街,乔家,河段,资水,溪水,水电站,站下,溪河,行洪,洪峰,峰现时间,确定性系数,时间步长,弛豫时间,计算精度,上下游,平衡态分布函数
AB值：
0.305237
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