几种调洪演算电算方法的研究与探讨_建筑科学论文摘要：调洪演算无论是在水库的设计阶段还是管理运用阶段都具有十分重要的意义，本文将通过对几种调洪演算电算方法的全面探讨来了解其各自的优缺点及精度，从而合理的确定各种方法在调洪演算中的运用范围。关键词：调洪演算；电算方法；精度分析；运用范围Abstract:Whetherinthedesignphaseormanagementusesphaseofthereservoir,thefloodregulatingcalculationhasaveryimportantsignificance.Throughthecomprehensivediscussiontoseveralcomputingmethodsoffloodregulatingcalculation,thispaperwilldemonstratetheirrespectiveadvantagesanddisadvantagesandprecisionforyoutolearnabout,soastoreasonablydeterminetheapplicationscopesofvariousmethodsinthefloodregulatingcalculation.Keywords:floodregulatingcalculation;computingmethods;precisionanalysis;applicationscope中图分类号:TU991.34+1文献标识码：A文章编号：1引言调洪演算在水库的设计及管理运用阶段均具有十分重要的意义，在水库的设计阶段，依据其结果可逐步确定水库的各种特征水位，而在管理运用阶段则可依据其结果制定不同的洪水调度方案，为水库的科学调度提供理论依据。传统的调洪演算方法存在费时费力，精度低，速度慢等缺点，随着计算机技术的发展，针对调洪演算出现了许多新方法：有限差分法、迭代法电算，传统试算法电算等，这些新的方法都很大程度地实现了调洪演算的电算化，都是很好的电算方法，但每种方法均存在优势与不足，它们都有其运用范围而并非每种方法都能适用所有的调洪演算，这就需要我们去认真分析和鉴别，从而找出适合自己的调洪演算的电算方法。2几种电算方法的算法分析2.1有限差分法经洪水分析可知：洪水入库后的流态属于明渠非恒定流，水库沿程的水位、流速和过水断面等均随时变化，基本方程可用水力学的圣维南方程组表示。该偏微分方程组在实用中多采用舜态法近似求解。用有限差分代替微分值并加以简化，忽略洪水入库后的进行时间、沿程流速变化及动库容等的影响从而得到水量平衡方程①。求数值解采用水库水量平衡的微分方程①式中，为水位；为入库流量；为出库流量；为水库水面面积，是水位的函数；为起调水位；为起调时刻。②其中式中，为洪水流量时段间隔；=1，2，…，。由于大型水库往往包括多种泄洪建筑物，因此，其泄流量公式不能简单的以某种函数表示，而应该是多个函数的组合，可表示为公式③，其中，为相应水库的各种泄洪设施泄量和③这样使用公式②，③构成定步长的四阶龙格-库塔方法即可求出出库流量过程及水位过程。调洪演算计算原理实际上是根据水量平衡方程和水库蓄泄关系，联立求解非线性方程组。④式中，──时段始末的入库流量；──时段始末的出库流量；──时段始末的库容。出库流量q与库容v满足如下关系式⑤采用试算法计算时，在某时段，公式④中的和是未知量，其他都是已知量。这样，公式④是和的显式表达式，和也满足公式⑤，由于水位库容关系曲线不能显式表达。因此，公式⑤也是隐式表达式，这样就构成了比较特殊的非线性方程组⑥。⑥非线性方程组可以运用迭代法求解，由于公式不能显式表达，因此，只能采用简单迭代法将公式⑥改写为与之等价的形式：⑦收敛性证明及计算时段的确定依据推导根据简单迭代法收敛定理设函数在内可导，且满足如下条件：（1）当时，（2）当时，≤<1其中L为常数。则有如下结论：（1）方程在区间上有唯一的根s（2）对任取得，由迭代公式产生的序列，且收敛于s，证明从略。汛限水位所对应的溢洪道下泄流量为，所对应的水库库容为；校核洪水位所对应的下泄流量为，所对应的水库库容为。选取，则根据收敛定理，必须满足≤<1⑧⑨实践证明：只要洪水的计算时段达到要求的长度，所有水库的基本呈线性关系，因此，调洪演算的试算过程是一般线形收敛的。水库调洪过程所需要的数据，不能用显式的函数表达的可以通过表格形式表示其变化过程，因此我们可以将入库洪水过程，库容泄量关系作为基本数据放入数据库或excel文件的固定位置，在编制程序的时候，去相应的位置读取这些数据即可。电算程序...