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1、华中科技大学硕士学位论文河道洪水演算方法的研究与应用姓名：左广巍申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：董朝霞20040511摘要洪水极大地危及到人民生命财产安全因此对洪水的演进过程进行准确的计算是一个重要的研究课题具有很强的理论和现实意义本文以清江河道洪水演算的实际工作为背景对洪水演算的原理数学模型及实现进行了研究对圣维南演算模型与马斯京根演算模型的要点与难点进行了分析并提出了一些改进措施本文首先阐述了国内外洪水演算理论和方法的发展与现状介绍了洪水演进的基本原理和功能要求接着从洪水过程的数学模型入手讨论了圣维南方程的数值解法及其定解条件着重论述了Prei
2、ssmann差分格式的应用与矩阵方程的求解过程然后叙述了马斯京根演算理论着重探讨其演算参数的率定方法针对传统率定方法的不足剖析了遗传算法模拟退火算法在参数率定方面的应用并提出在遗传算法中引入模拟退火机制来改善其全局寻优能力本文重点之一是分析了圣维南演算模型的边界条件及其适用情况针对库区河道分析了闸门调整情况对演算结果的影响同时讨论了河道断面参数对演算的影响对于不规则断面的河道引入蓄存宽度与计算宽度的概念研究长河道马斯京根演算模型的改进措施是本文的另一个重点指出长河道等长分段时其洪水传播时间并不相同进而提出长河道不等长分段的演算方法本文最后比较了圣维南模型与马斯京根模型
3、的优缺点及其适用情况关键词洪水演算圣维南模型四点隐式差分马斯京根模型遗传算法模拟退火算法IABSTRACTItiswellknownthatfloodmaybadlyendangerhuman’slivesandwealth.Soeffectiveandaccurateforecastingisaveryimportantsubject,whichhasaprettystrongacademicandpracticalmeaning.BasedontheresearchoffloodprocessinQingjiangRiver,floodpropagationthe
4、ory,mathematicalmodelandrealizationofthealgorithmarediscussedinthispaper.Also,Saint-venantequationsandMuskingummodelareanalyzed.Asaresult,someusefulconclusionsarededuced.Atfirst,developmentoffloodpropagationtheoryisreviewed,thenfundamentalprincipleandmainfunctionsofcalculatingfloodpropa
5、gationareintroduced.Moreover,mathematicalmodeloffloodisestablished,andalsothenumericalsolutionandrestrictedconditionsofSaint–venantequationsarepresented.Usingfinitedifferenceinsolvingdifferentialequationsisanalyzeddeeply.AsfarasMuskingummodelbeconcerned,theimportantthingiscalibratingpar
6、ameters.Severaldisadvantagesoftraditionalmethodusedincalibratingparametersarepointedout,andsomeoptimizedalgorithmsarecomparedhere,includingGeneticAlgorithm(GA),AnnealingAlgorithm(SA)andImprovedGeneticAlgorithm.OneoftheemphasesinthispaperisdiscussingtherestrictedconditionsofSaint–Venante
7、quationsandtheirusage.Meanwhile,theaffectiononfloodpropagation,comingfrombedroughness,isanalyzedalso.ResearchingadvancedMuskingummodelonlongspanisanotheremphases,andanewmethodisputforward,whichdividesthelongriverintoseveralsubsectionswithdifferentdistance.Aftercomparingtheadvan
