一种提高河道演算稳定性及计算效率的TVD格式的研究及应用

作者：臧帅宏; 李致家^*; 杜若愚

来源：水文, 2023, 43(03): 40-59.

DOI：10.19797/j.cnki.1000-0852.20220083

• TVD格式
• 河道洪水演进
• MCT方法
• XAJ-DCH模型

在洪水演算中，使用Muskingum-Cunge-Todini(MCT)方法进行差分求解时通常会出现非物理的振荡、负流或突变式增长等现象，将一个TVD(Total Variation Diminishig)限制器引入到MCT方法中，来保证其数值解的“总变差减小”，从而提高MCT方法的稳定性。将TVD格式以及一阶精度的MCT方法用到了XAJ-DCH模型中，相比于模型中原有的二阶精度的MCT方法，引入了TVD格式以及一阶精度的MCT方法之后出现不稳定的场次洪水明显减少，且能达到与二阶精度的MCT方法相似的模拟效果。另外，原有模型在1996060100号洪水需要时间步长为200 s才能保持稳定，由于引入TVD限制器和一阶精度的MCT方法以后，可以使用3 600 s作为河道演算时间步长，而场次洪水的模拟时间可以由原来的3 min左右缩短为1 min左右，模型的模拟效率得到明显提高。

• 单位
  河海大学