基于CUDA架构的内涝一维/二维耦合模型求解方法

• 作者: 王芳 金溪
• 来源期刊: 中国给水排水
• 学科: 工学
• 关键词: CUDA 浅水方程 水动力模型 耦合模拟 城市内涝
• 年，卷（期）: 2020,（17）
• 所属期刊栏目: 城市雨水管理
• 页码范围: 103-109
• 页数: 7页
• 分类号: TU992
• 语种: 中文
• DOI: 10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2020.17.018

摘要

以二维浅水方程为基础建立二维水动力模型,并利用二阶Godunov格式有限体积法进行求解,从而获得地表二维水动力模型的求解模块.将其与SWMM5.1一维水动力模型进行耦合,实现一维、二维水动力模型的耦合模拟.为了提高耦合模型的求解效率,将CUDA并行计算架构引入耦合模型求解过程中.将一维水动力模型的求解过程在主机端运行,将二维水动力模型的求解过程在设备端运行.利用cudaMemcpy函数实现一维、二维模型之间地面水深数据交换,并利用地面水深数据进行一维、二维模型之间双向流量数值的计算,从而实现一维、二维模型的耦合.通过实际案例验证表明,CUDA并行计算架构的引入可以在计算效率方面较非并行求解方法提升6～8倍,计算误差方面可以保证水量平衡相对误差小于0.1％,积水深度误差小于0.01 m.该方法可以用于城市内涝风险评估及排水系统规划等场合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	金溪		13	32	3.0	5.0
2	王芳		35	310	8.0	17.0