河道二维水流模拟高精度算法研究

【摘要】： 随着计算机软硬件技术的迅猛发展，人们对水流数值模拟的广度和深度提出了更高的要求。本文在前人研究的基础上，从河道二维水流数值模拟的实际应用需求出发，对正交曲线坐标系下的河道二维水流数值模拟方法进行了进一步研究。在传统有限差分离散的基础上，本文对数值模拟的性能和精度提高做了一些探索，研究了的河道二维数值模拟的时间项外推、算子迭代和并行计算的求解方法。时间项外推法是在同一时刻对两倍时间步长的数值解与一倍时间步长的数值解进行外推组合，消除离散的低阶时间项误差，得到更高精度的结果。算子迭代是在同一时间步长内，用算子迭代求解离散的方程，逐步消除离散格式引入的误差，最终达到同全隐非分步算法同等的精度。河道二维水流并行计算方法是对河道沿程进行区域分解，重叠相邻区域部分网格，通过不同计算单元对各分段河道单独的迭代计算，以重叠区域计算结果是否相同为收敛准则，实现河道二维水流的并行计算。