本技术公开了基于模型降阶技术的包含闸门的圣维南方程组建模方法,属于水利工程技术领域,包括:S1、构建包含闸门的原始圣维南方程组;S2、对构建的原始圣维南方程组进行离散化处理,得到高维系统中的非线性函数;S3、基于仿真目的,利用原始圣维南方程组进行系统仿真,收集状态变量构建快照矩阵;S4、基于高维系统中的非线性函数,利用模型降阶技术简化快照矩阵,进而构建原始圣维南方程组对应的低维降阶模型,完成包含闸门的圣维南方程组构建。本方法通过对模型进行降阶处理,在保证模拟精度的同时,大幅提高了计算效率,满足了实时模拟和控制的需求;具有广泛的应用前景,可用于河道调度、水利工程优化和防洪预警等领域。
背景技术
圣维南方程组是一组用于表述一维非恒定明渠流水运动的偏微分方程,广泛应用于河道、水库和灌渠等水利工程的水流模拟与预测。在实际应用中,河道上常常布设多个闸门用于控制水位和流量。闸门的存在对水流的动态特性产生显著影响,使得数学模型的复杂度增加。然而,包含闸门的圣维南方程组由于非线性和复杂边界条件的引入,导致数值求解过程计算量大,仿真效率低下,难以满足实时模拟和控制的需求。因此,现有的包含闸门的圣维南方程组数值模拟方法存在计算效率低、难以实时应用的问题。
实现思路