摘要：为高效高精度模拟大尺度城区的排水过程,掌握城市地表径流机制和管网排水规律,以银川市约310 km^(2)的城区为研究区域,应用耦合地表径流及城市地下管网排水过程的GAST模型,结合当地污水处理厂、管网、地形和土地利用等特征,基于普适性的数字地形高程DEM数据处理、土地利用类型划分、合流制排水管网和污水处理厂概化等技术,提出了一种基于复杂高密度管网结构优化技术的城区排水过程高效模拟方法。采用理想地形和实际地形对该方法模拟的精度和效率进行了验证,结果表明:对一级支管做删除概化处理对实际的管网排水过程模拟结果影响较小,20.46 km^(2)区域内一二维耦合节点数可削减27.8%,模型计算效率提高12.18%,且研究区域越大,计算效率提升越明显;模拟结果与实测值误差在6%以内,在保证模拟精度的同时大幅提高了计算效率。

摘要：为有效推进水旱灾害防御高质量发展,国家大力支持智慧水利建设。基于此,为实现水库下游洪水演进过程快速模拟及三维立体可视,基于一、二维耦合水动力模型及三维倾斜摄影、BIM、GIS技术构建水库下游洪水模拟与可视化方法,以吉林市碾子沟水库为例,对不同重现期设计洪水条件下水库下游洪水进行快速模拟,并在真实三维场景下对洪水演进过程及淹没区范围、淹没历时及淹没水深等洪水要素信息进行全景映射表达和交互查询分析展示。结果表明:在各重现期设计洪水条件下,洪水模型计算稳定,各方案模型计算相对误差均低于10~(-6)数量级,可知计算结果合理且满足工程要求,同时可实现洪水演进过程三维全景展示和灾害信息分析与交互查询。研究可为水库下游洪水风险决策提供支撑,提升洪水灾害防范能力,为智慧水利建设提供解决方案。

摘要：突发水污染事故后,高效准确模拟预测是快速采取有效防控措施和制定应急预案的基础。采用基于非均匀网格的图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的水动力及污染物输移数值模型(GPU accelerated surface water flow and associated transport,GAST)对暴雨山洪或溃坝洪水引起的突发水污染事故中污染物输移规律进行了模拟预测。模型采用Godunov格式的有限体积法求解二维浅水方程和污染物输移方程,采用一种基于HLLC(Harten-Lax-Van Leer-contact)的近似黎曼求解器计算单元网格界面通量,采用二阶高精度格式(monotonic upstream-centred scheme for conservation laws,MUSCL)限坡线性重建和龙格-库塔时间积分法实现了二阶精度,同时采用GPU加速计算技术提高模型计算效率。算例结果表明:采用非均匀网格技术局部细化地形复杂区域生成精细网格,地势平坦区域粗化网格,大幅度减少了计算域网格数量,并且在保证模拟精度的同时,提升了模型计算效率。该模型可高效准确地模拟突发水污染事件中污染物输移过程,适用于大规模水污染事故的快速预警和评估。

摘要：随着计算机技术的发展,网格划分技术日趋成熟。针对变化环境下洪涝灾害频发以及实际地形范围广泛,且通常存在狭长沟道与广阔泛洪区等问题,本文建立了一套具有层次拓扑关系的结构化非均匀网格划分模型,并与基于GPU加速的高分辨率数值模型相结合模拟地表水流动过程。高质量网格影响着模型计算精度与计算效率,非均匀网格划分技术以地形高程的梯度变化为基础设计网格划分原则,在需要高分辨率网格的计算域中检测关键地形特征以可靠地求解浅水方程,并对局部区域网格静态加密,从而在较准确捕获水位计算敏感区的同时减少计算网格数量,降低计算成本。数值模型采用Godunov格式有限体积法进行空间离散,利用TVD–MUSCL格式将模型时间与空间精度提高至2阶,通过GPU并行技术在不降低计算精度基础上大幅提高模型运行速度。使用理想和实际案例来演示基于GPU加速的高分辨率模型在非均匀网格上的流量模拟性能,以较为准确获取洪水淹没时间及淹没面积等信息。结果表明,基于非均匀网格的高分辨率数值模型具有良好的稳定性,与均匀网格相比,在保证模拟精度的前提下,其运行速度约为均匀网格的2~3倍,计算效率在GPU加速基础上进一步提高。新模型适用于模拟复杂区域的大规模洪水演进及城市内涝过程,在实际大尺度洪水模拟中具有一定潜力。

摘要：城市管网系统常会出现淤堵致使管网排水能力降低,且管网清淤工作难度高,效率低。为此,采用SWMM模拟技术提出一套快速恢复管网排水能力的清淤方案,分析清淤前工况的管网溢流节点位置确定重点清淤管道,通过清理重点清淤管道快速恢复管网排水能力。以陕西省沣西新城天福和园小区的管网系统为例,按照全局管网淤积系数(GSC)将清淤前工况划分为7种情况;在不同设计降雨条件下分别进行模拟,并对管网排口流量过程和管网总溢流量进行统计分析,该管网系统共有31根排水管道,通过模拟分析确定了11根重点清淤管道,建立清淤后工况模型。模拟结果显示:清淤后,7种情况的管网排口流量过程线恢复至与无淤积工况几乎完全重合;管网总溢流量较清淤前工况大大降低,降低百分比最小的情况也达到91.2%。

摘要：为了分析降雨对海绵改造前后内涝过程在时间和空间上的影响,采用了耦合水文和地表及管网水动力过程的数值模型,以小寨海绵改造二标段为研究区域,对海绵改造前后不同设计暴雨重现期下城市内涝过程进行模拟并在时间和空间上对比分析。结果表明:相对于暴雨峰值时间,在2 a、5 a、10 a、20 a、30 a、50 a设计暴雨重现期下,重现期越小,海绵改造对城市内涝积水总量峰值迟滞时间及内涝积水面积峰值迟滞时间延后作用越显著,且均随着重现期的增大呈递减趋势,前者延后时间最大为0.133 h,最小为0.117 h,后者延后时间最大为0.084 h,最小为-0.016 h;随着重现期的增大,改造后内涝积水总量与面积峰值较改造前的削减量均逐渐增大且趋于稳定,两者相对于改造前的占比随重现期增大均呈递减的趋势,前者最大为71.37%,最小为22.76%;后者最大为68.87%,最小为15.08%。本研究有助于更加精准有效的防治内涝、对城市内涝准确预报预警,为城乡居民出行提供有效信息,减小生命财产损失。

摘要：为了将LXI应用到通用测试模块上,设计了一种符合LXI标准的C类LXI多功能计数器模块。在硬件设计方面,LXI计数器模块采用ARM和FPGA作为核心器件的基本构架,ARM作为主控器,FPGA实现功能电路的部分。在软件设计方面,遵循LXI软件构架设计了基于Web接口控制软件,并利用Visual C++2005设计了模块的IVI-COM驱动程序和软面板。LXI多功能计数器模块经过调试和使用,证明计数器方案合理,各项功能和指标达到了要求。

摘要：近日教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》的通知,"互联网+教育"已然成为全面带动我国教育水平提升的关键手段。现代信息化背景下,以临床病例、互联网和智能手机应用等资源为基础的临床思维与模拟诊疗训练软件得到了快速的发展和广泛的应用。党的十九大以来我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,行而有效的提高医学教育质量,成为当下高等医学教育者重要研究课题。本文结合目前国内较前沿的临床思维模拟诊疗软件,就如何开展临床思维训课程进行探讨。

摘要：本文研究了虚拟现实建模过程中的相关技术问题,提出了一种交互式虚拟校园漫游系统设计方案,初步实现了该系统的三维建模及渲染,同时对基于Web环境的漫游系统优化方法进行了研究,取得了很好的实验效果。