二維水動力模型是一種利用數(shù)學模型和計算機仿真技術的洪水預報方法。該模型可模擬水域數(shù)據(jù)，如河道、湖泊的水位、流量，并預測洪水發(fā)生時間、規(guī)模、影響范圍等信息，為應急管理部門和居民提供預警和決策依據(jù)。
隨著計算機技術和數(shù)值模擬方法的進步，該模型已廣泛應用于洪水預報、水利工程設計、海岸防護等領域，成為最常用的數(shù)學模型之一，可為這些領域提供重要的技術支持，減輕洪災影響，保障人民生命和財產(chǎn)安全。
一、二維水動力模型
四信二維水動力模型是一款高效的水動力模擬工具，使用有限體積法來求解圣維南方程組，采用非結(jié)構(gòu)三角形單元作為計算網(wǎng)格，可對任意地形和邊界區(qū)域進行水動力模擬，并考慮工程結(jié)構(gòu)物的影響。
模型支持恒定流和非恒定流的處理，提供多種邊界類型設置，可自行設置計算時間步長、模擬時間步長等參數(shù)。通過實時查看水位、流速、水深等結(jié)果并進行結(jié)果渲染，可以直觀地了解模擬情況，提供多種圖表查看方式，并支持冷啟動和熱啟動。
同時，河道雨水情數(shù)據(jù)作為水動力模型的重要輸入與驅(qū)動，由水利物聯(lián)網(wǎng)感知設備負責采集，通過多網(wǎng)融合技術將流域雨量、水位，流量數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺，為二維水動力模型提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。
01處理流程
二維水動力模型由基礎數(shù)據(jù)處理、導向文件處理、模型計算、結(jié)果發(fā)布四個過程組成。其中基礎數(shù)據(jù)處理包含對DEM地面高程數(shù)據(jù)、水文預報流量數(shù)據(jù)、水位流量關系曲線等數(shù)據(jù)的處理，然后基于基礎數(shù)據(jù)，生成幾何文件、邊界條件文件，在導向文件中設置模擬參數(shù)，之后提交模型模擬計算，最后結(jié)果可以通過可視化界面進行查看，包含圖表、動態(tài)模擬等多種查看方式。
02輸入輸出
?、倌Ｐ洼斎胛募闹谱?/span>
幾何文件的制作：在模型模擬計算前，先對河道按照河岸線進行網(wǎng)格劃分（小網(wǎng)格），再將河道網(wǎng)格作為子網(wǎng)格嵌入到模型區(qū)域，對模型區(qū)域進行網(wǎng)格劃分（大網(wǎng)格）。
邊界條件文件的制作：根據(jù)地面高程點值，對網(wǎng)格點進行插值，可進行河道斷面地形查看、摩擦系數(shù)設置、邊界條件的設置，其中邊界條件可以設置給定流量、給定水位、給定流量和水位、給定流速等多種邊界格式。
模型查看：制作好的模型網(wǎng)格，既支持在2D視圖下查看整體的高程變化，也可以在3D視圖下查看。
②導向文件的配置
在Accuwater-HDM tools中對導向文件中模型模擬參數(shù)、初始條件參數(shù)、邊界條件參數(shù)、數(shù)學參數(shù)等多個參數(shù)進行配置，然后提交模型進行計算，計算后的結(jié)果可在Web可視化界面進行動態(tài)展示。
③模型結(jié)果的查看
模擬后的結(jié)果支持多種文件格式、多種查看方式，不僅可以輸出為文本文件分要素解析，也可以生成圖表查看堤防設計前后地形對比、網(wǎng)格點流量、水深、水位等多個參數(shù)的變化過程。
同樣地，可以在模型后處理界面直觀動態(tài)展示區(qū)域淹沒過程、淹沒范圍、流場變化等。
?、芸梢暬晒故?/span>
基于二維水動力模型的求解結(jié)果，在Web界面進行數(shù)據(jù)查看、淹沒分析、洪水演進、分屏對比等成果分析與展示，可以做到直觀有效的風險評估，使有關部門提前做好應急預案，減少洪澇造成的社會經(jīng)濟損失。
二、模型特點
01強大的模擬能力
本模型是一個高效的計算工具，在計算速度和計算結(jié)果準確性上都有著非常優(yōu)秀的表現(xiàn)。經(jīng)測試，普通配置的電腦模擬100萬個三角形網(wǎng)格的仿真場景，12小時的洪水過程，可以在短短的30分鐘內(nèi)完成。
02準確性高，穩(wěn)定性強
本模型采用三角形網(wǎng)格作為計算單元，具有復雜邊界擬合能力強、網(wǎng)格生成和局部加密更加便捷的特點。此外，有限體積法可以很好地控制計算的穩(wěn)定性和準確性，在處理復雜流動時表現(xiàn)出色。
03優(yōu)秀的并行計算能力
使用并行計算技術和云計算技術可以提高算力和存儲能力，同時采用先進技術和算法來優(yōu)化計算和存儲效果。
04可拓展性強
模型可以更深入地研究水質(zhì)模擬并耦合波浪傳播、水質(zhì)污染和泥沙遷移模塊，為環(huán)境保護、水利工程等領域提供更加精確和有效的解決方案。
三、模型工具
結(jié)合自主研發(fā)的模型數(shù)據(jù)前處理、模型計算及成果可視化輸出模型工具軟件，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)維護以及數(shù)據(jù)展示能力，通過工具軟件提供的一體化數(shù)據(jù)處理能力及可視化呈現(xiàn)能力可為模型使用者提供數(shù)據(jù)前處理、模型數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)后處理以及通過可視化交互系統(tǒng)實現(xiàn)的模型計算結(jié)果動態(tài)可視化呈現(xiàn)。
四、應用場景
本模型可以廣泛應用于洪水預報、防洪減災、風險評估、調(diào)度預案、水資源配置等方面，還可以結(jié)合其他模型（如經(jīng)濟模型、生態(tài)模型等）進行耦合分析，評估不同情景下的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，并進行多目標優(yōu)化，尋求最佳的權衡方案。
五、部署方式
①云端部署
模型產(chǎn)品部署在云端服務器，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問形式向云端服務器發(fā)出模型計算結(jié)果查看請求，云端收到請求后處理并返回結(jié)果。
②本地部署
模型產(chǎn)品部署在用戶提供的服務器中，技術人員根據(jù)部署文檔配合用戶完成部署和調(diào)試工作，用戶通過局域網(wǎng)訪問形式實現(xiàn)模型計算結(jié)果的請求及查看。
六、配套產(chǎn)品應用
●接口豐富
●觸摸控制
●品質(zhì)穩(wěn)定
●便捷運維
●擴展性強
●工況分析
●定量控制
●現(xiàn)地控制
●視頻同步
●啟停保護
●遠程啟?？刂?/span>
●RNSS定位
●遠程控制
●藍牙通信
●RDSS通信
●具備RTU功能
●固定桿抱箍安裝
●4G公網(wǎng)通信
●IP68防護等級
●分辨率0.5mm
●承水口徑Φ200+0.6mm外刃口角度45°
●測量降水強度≤4mm/min,在8mm/min可以工作
●輸出接口輸出信號為單千式舌簧管通斷，可定制雙于式舌簧管通斷
●誤差±2%（室內(nèi)靜態(tài)測試，雨強為0.4mm/min、2.0mm/min）
廣泛適用于現(xiàn)有水利水文項目的水雨情監(jiān)測，水位監(jiān)測、水位流量監(jiān)測站等
●接口豐富，標準易用
●一體化設計
●遠程管理功能
●藍牙APP和串口配置
●工業(yè)級設計
●待機功耗低于1mA
●集雷達流量計與RTU為一體
●藍牙APP和串口配置
●支持自動識別水流方向
●流速量程：0.1-15m/s
●水位量程：0-30m
●測量精度±2mm
●測量精度高，量程寬
●感應靈敏，分辨率高
●響應速度快
●測流線性
●無機械轉(zhuǎn)動部件
●實時顯示瞬時流速和平均流速
七、應用案例
智慧水利數(shù)字孿生流域綜合管理平臺
選取撫河洪門水庫上下游20公里為試點河段，模擬范圍以河道中心線為準兩側(cè)各外擴1000m，采用高精度DEM地形數(shù)據(jù)。河道按照河岸線進行小網(wǎng)格（高精度）網(wǎng)格剖分，河道兩側(cè)區(qū)域進行大網(wǎng)格（低精度）剖分?；诙S水動力模型提供的混合MPI/OpenMP并行編程洪水模擬高性能計算能力，基于8核CPU環(huán)境配置下，模擬15萬個三角網(wǎng)格24小時的洪水過程，可在3分鐘內(nèi)完成推演結(jié)果的輸出。
通州城市雨洪水動力模型系統(tǒng)
選取通州北運河上游5公里為試點河段，模擬范圍以河道中心線為準兩側(cè)各外擴500m，采用高精度DEM地形數(shù)據(jù)。河道按照河岸線進行小網(wǎng)格（高精度）網(wǎng)格剖分，河道兩側(cè)區(qū)域進行大網(wǎng)格（低精度）剖分。基于二維水動力模型提供的混合MPI/OpenMP并行編程洪水模擬高性能計算能力，基于16核CPU環(huán)境配置下，模擬8萬個三角網(wǎng)格24小時的洪水過程，可在30秒內(nèi)完成推演結(jié)果的輸出。
閩公網(wǎng)安備 35021102000914號
樣機免費試用
確保四信物聯(lián)網(wǎng)rtu產(chǎn)品深度契合貴司業(yè)務需求
400-8838-199
info@four-faith.com
廈門集美區(qū)軟件園三期B區(qū)B14棟5層