溃坝问题数学模型研究

本文研究溃坝问题的数学模型,探讨了有限差分法和谱方法用于计算,提出了改进意见,数值模拟表明结果是令人满意和符合物理特性的。     

浅水方程大规模并行计算模拟城市洪水演进

基于有限体积法建立求解溃坝水流运动的数学模型,利用Riemann问题求解Godunov格式计算通量,通过空间分块划分的大规模并行计算来加速运算,实现了城市洪水演进的精细数值模拟.数值模拟结果表明,建筑物在溃坝波波前到达初期所受水流荷载最大;受上游建筑物消波、蔽护作用,溃口下游建筑物所受荷载随至溃口的距离的增大而减小,建筑物的存在使得溃坝波在城区传播速度减慢.并行测试表明,缓冲模式比非缓冲模式更适用于浅水方程大规模并行求解.目前大规模并行计算能够实现对面积达400,km2的城区洪水演进进行实时仿真模拟,为滨河、滨海城市在受到溃坝、海啸等洪水威胁时的快速决策和应急疏散提供科学依据.     

丹江口水库溃坝洪水分析

根据丹江口水库和汉江下游基本情况以及“最不利、最可能”原则,提供了丹江口水库可能发生溃坝的4种典型方案,并根据这些方案进行丹江口水库溃坝洪水的流量过程分析和洪水演进分析,探讨洪水流量变化及其到达下游重要城镇的时间,为下游的防洪减灾决策提供支持．     

基于溃坝洪水演进模拟的动态应急转移路线实现方法

水库一旦溃决将对下游社会经济造成巨大影响,科学合理的应急转移路线将有效降低损失,保障人民群众的生命财产安全.采用二维水动力模型开展溃坝洪水演进模拟,并对模拟结果进行网格化处理.设计了配备信息标识层、应急转移路线层、洪水演进绘制层和背景层的多层结构洪水风险图网格信息存储格式,提出了可通行路网的判别和绘制方法.结合网格化洪水演进模拟结果和路网信息要素,确定了动态最佳应急转移路线的运行机制.基于某大型水库的溃坝洪水演进模拟结果,将该方法应用于所在城市局部区域的路网绘制和动态应急转移路线制定.应用结果表明,该方法可根据溃坝洪水演进过程实时绘制路网信息,实现应急转移路线智能调整,优化了避洪转移方案,完善了城市洪水灾害应急管理体系.     

狭窄库区和开阔溃坝区溃坝洪水物模试验研究

提出的沿水发段加（减）糙方法，使狭窄库区模型在水深大幅度变动情况下，为满足水流对模型糙率的要求而同时实现重力相似和阻力阻似，提供了有效的解决途径，阐述了溃坝洪水试验模型设计布置，列举了实例，所采用的自动控制技术和量测试器设备，可模拟各种溃决过程并能获得所需的各项试验参数，指出了开阔溃区溃坝洪水演变的基本特性。     

基于通量分裂的一维溃坝洪水时空二阶精度格式研究

利用通量分裂方法和泰勒级数展开方法导出了圣维南方程组空间离散项的二阶精度格式,并采用Runge-Kutta方法计算时间离散项,使离散格式达到时空二阶精度。采用所建立的二阶精度格式对一维溃坝洪水进行数值模拟,从模拟结果可知,新格式具有自动捕捉激波的能力,数值解在间断波附近没有出现数值振荡,计算结果与理论解吻合很好,表明所建立的二阶精度格式能够很好地模拟溃坝波的演进过程。     

基于GIS的洪水淹没场景三维可视化研究

通过对研究目标的可视化需求分析,对研究区域开展了包括流域三维地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,揭示洪水的运动规律.以GIS技术为基础,基于二维浅水方程,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型,并将其制成动态链接库,通过编程调用该库实现洪水淹没分析功能,计算出给定水位下的洪水淹没面积和水量;采用面向对象的编程语言C#,结合ArcEngine组件库,开发了黄河东平湖洪水淹没场景三维可视化系统,并成功应用于东平湖蓄滞洪区的洪水计算中.     

地理信息系统中的三维可视化方法

针对地理信息系统中的三维可视化问题,探讨了ArcObjects的技术特点及其在解决地图三维可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用VB与ArcObjects相结合的办法对地图三维可视化进行了初步实践,取得了成功的应用。通过某城市地形的三维可视化,探索了.ArcObjects在表达较大数据量数字地形的能力,开发了三维场景的飞行仿真系统原型。并对某城市地形进行了飞行仿真。     

地理信息系统中矢量数据的三维可视化技术

在概述了GIS技术发展现状的基础上 ,提出了发展基于平面矢量数据的三维可视化技术 .该技术采用构造的实体几何法来表达三维空间物体 ,将简单的实体通过集合运算组成所需要的物体 .提出绘制平面多边形的算法、直接拉伸法、角度拉伸法、弧度拉伸法和球体拉伸法 5种简单实体的实现方法 .通过它们之间的组合使用得到复杂的三维物体 .     

基于GIS的洪水模拟仿真研究

本文采用二维非恒定流模型和引入VORONOI图进行网格单元的划分,对研究区域进行洪水演进模拟和系统分析,应用虚拟现实仿真技术和三维仿真的建模、制作等软件将正射影像与数字高程模型结合起来处理生成沈阳流域基础的三维地形,综合生成三维场景,将三维仿真地理信息系统与二维的地理信息系统（GIS）有机结合起来,并与计算机网络技术结合起来,实现二维与三维无缝结合、相互补充、网上三维场景浏览、网上三维信息查询。     

基于遥感和GIS的洪水灾情快速统计模拟技术

对洪水灾害损失量能够及时、准确地评价,并提供给相关部门,对减少洪灾带来的影响具有重要意义。因此,为了更好更快地对洪水灾情进行统计,本文以一个乡镇作为洪灾模拟研究区,运用遥感的信息获取技术和GIS空间分析技术对洪灾损失快速有效地估算并以具体的经济货币量表征;建立了一个灾情的快速统计评估模型,准确快速地评估和分析灾情。该研究中的模型和评价方法可以推广到其他地区的自然灾害损失评估中。通过研究,本文提出了一个洪水灾情快速统计评估模型,下一步工作将该方法应用到实际发生洪水地区的灾情统计上面,为有关部门提供决策依据。     

基于GIS的复杂河网区域洪水灾害风险评价

在长江中下游的一些冲积平原区域,由于其气候和地形的特点、历史原因以及人为的活动影响造成其演变成复杂河网区域.实验证明,这种破碎度较高区域经常受到洪水威胁,而其抗灾能力又较弱,该区域自身的特殊性使得对其进行的区域风险评价重要但是困难.在降雨、地形等常规指标不能很好地反映该区域风险等级的基础上,首次引入河网密度、土壤结构以及河网特性等指标对湖南省境内常德冲柳地区进行二级区域风险评价,取得了比传统分析方法更精确更全面的实验评价结果.     

基于运动波数值扩散的洪水演算方法

基于运动波方程差分解的数值扩散在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的新途径,对马斯京根-康吉洪水演算方法和具有预见期的洪水演算方法进行了分析,给出了方法的稳定性条例。对两条天然河道的应用表明,洪峰流量、峰现时间和过程线等的预报精度均达到了《水文情报预报规范》的要求。     

基于GIS的洞庭湖区洪涝灾害动态评估

文章分析了洞庭湖区洪涝灾害的成因背景,并结合地理信息系统的特点和灾害动态评估的要求,运用GIS技术建立了湖区洪涝灾害损失评估系统。为湖区防洪、抗洪、防涝等行为提供辅助决策,以至最大限度的减少湖区洪涝灾害损失,对发展湖南经济具有重要的意义。     

地理信息系统在防汛水情信息系统中的应用

介绍了地理信息系统(GIS)在防汛信息系统中的应用,从矢量图、信息查询以及汛情监视等方面阐述了系统实现过程。     

基于GIS的三维地形可视化方法的研究

随着GIS应用的不断深入,以二维方式处理三维地形空间数据已不能满足实际应用的需求．用户需要三维可视化、动态交互地分析、处理、显示多种地理相关数据。同时,随着计算机图形技术的发展,三维仿真逐渐完善,三维表示的地形较之平面地图有更多的优越性．体现了地形三维化的趋势。     

基于人脑MRI图像的颅脑三维可视化研究

目的探讨基于人脑MRI数据三维重建颅脑的可行性.方法选取1例成年自愿者行1 mm层厚的MR轴位扫描,应用哈尔滨工业大学自主开发的NASP软件应用体绘制技术完成颅脑的三维可视化.结果应用该技术可以清晰、逼真地显示颅脑的形态结构及其毗邻关系.结论利用人脑MRI数据可以实现颅脑结构的可视化.     

复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况，在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下，建立了二维洪水演进数学模型，并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解．结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用，建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统．该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟，并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析，结果表明，该系统能够适应复杂的边界条件，可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持。