基于GPU加速的溃坝洪水演进模拟研究

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作   者：

康永德;  李伟;  许尔文;  任小凤;  王荣新;  闫春鸣;  敬文茂; 

作者机构：

兰州理工大学能源与动力工程学院;  甘肃省祁连山水源涵养林研究院; 

关键词：

洪水演进;  GPU加速;  溃坝;  水动力模型; 

期刊名称：

水电能源科学

i s s n：

1000-7709

年卷期：

2024 年 42 卷 003 期

页   码：

20-24

摘   要：

溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要.为此,引入 GPU 加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃后水位变化情况.结果表明,模型能较好地模拟溃坝洪水演进,较好捕捉溃口发展过程及泥沙输移.t=200 s 时溃决流量出现小峰值 4 m3/s,t=450 s 时,溃决流量出现最大峰值 13.8 m3/s;随着下泄流量增大,溃口加速侵蚀和冲刷并逐渐连通,溃口由 0.21 m 扩大至 0.40 m.GPU加速比约为CPU的 10.33~13.75 倍,且网格数越多,加速效果越明显.