检索规则说明:AND代表“并且”;OR代表“或者”;NOT代表“不包含”;(注意必须大写,运算符两边需空一格)
检 索 范 例 :范例一: (K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 范例二:J=计算机应用与软件 AND (U=C++ OR U=Basic) NOT M=Visual
作 者:刁伟 程毅 徐启航 谢春航 DIAO Wei;CHENG Yi;XU Qi-hang;XIE Chun-hang(School of River and Ocean Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China;Chongqing Xike Water Transport Engineering Consulting Center,Chongqing 400016,China;Evaluating and Examining Center of State-Funded Construction Projects,National Development and Reform Commission,Beijing 100037,China)
机构地区:[1]重庆交通大学河海学院,重庆400074 [2]重庆西科水运工程咨询中心,重庆400016 [3]国家发展和改革委员会国家投资项目评审中心,北京100037
出 处:《水电能源科学》2022年第7期131-135,共5页Water Resources and Power
基 金:重庆市自然科学基金项目(cstc2020jcyj-msxmX0965);重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN201800712);重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心暨水利水运工程教育部重点实验室开放基金(SLK2021B11)。
摘 要:为有效模拟水利工程中大尺度流动现象,引入基于格子Boltzmann方法的单相自由液面模型,将其与大涡模拟方法相结合,建立了用于模拟水利工程中大尺度水流运动的数值模型,并在图形处理器上实现了大规模并行计算。首先,应用所提模型对水坝坝体完全溃决、部分溃决后的溃坝波演进过程进行了模拟和分析,得到与理论公式、试验观测一致的模拟结果,验证了所提模型的正确性和模拟实际流动问题的有效性;再对某实际拱坝的泄洪现象进行了计算,分析了下泄水舌的扩散、水面的破碎和融合等过程,并模拟得到了与经验公式一致的泄流系数,进一步验证了所提模型的可行性;最后对计算效率的分析表明,基于图形处理器的并行方法可使计算网格的演进达到数千万次每秒,相对单核CPU加速超过50倍。A single-phase free-surface lattice Boltzmann method(SPFS-LB method) was coupled with a large-eddy simulation approach for simulating large-scale free water surface flows, and the simulation is accelerated on GPU. Firstly, the coupling model was used to simulate suddenly whole and partial dam-break waves, and the consistency between the simulated results and the reference data verified the proposed model. These simulations show that the proposed method is accurate and feasible to study practical flow problems. Secondly, the flood discharge of the arch dam was analyzed. The released flow from reservoirs was rapidly diffusing, and the water surface in downstream river was broken down and merged together randomly. The simulated hydraulic parameters agreed well with empirical results. The implementation of the SPFS-LB model on a GPU unit achieved tens of millions of lattice updates per second, which is over fifty times higher than that on a single CPU chip.
关 键 词:格子BOLTZMANN方法 单相自由水面 并行计算 溃坝波 大尺度三维模拟
分 类 号:TV131.22[水利工程—水力学及河流动力学]
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