SWMM模型的稳定性探讨

本文由 2017-03-14 9:51 发布,共 4405 人围观

SWMM模型是一个应用很广泛的模型,但用SWMM模型比较多的人可能会发现SWMM模型稳定性其实并不十分好,特别是在短管比较多、坡度比较大或者出现压力流时,管道的流量等一些结果可能波动会比较大。当然,有的时候如果输出步长比较大时,可能会注意不到这种波动,如果将输出步长减少至几秒钟时,这种现象就很容易被观察到。

减少时间步长是增加模型稳定性的方法之一,也是最容易想到的,但是减少时间步长并不总能解决问题,有的时候还可以考虑采用忽略惯性项的方法。如果这些方法都不行,可以在不稳定的管道上适当增加一些虚拟的节点。增加节点的方法显然会导致结果误差,但如果控制得好也是问题不大的。实际上像市面上流行的商业软件如Infoworks或者MIKE Urban中的MOUSE引擎,它们表面看起来比SWMM模型更稳定,很可能就是由程序自动增加了一些虚拟节点。另外一种增加模型稳定性的方法是增加节点的面积,SWMM模型节点默认的面积大概是1.17平方米(12.557 平方英尺)左右,适当增加可以增加模型稳定性,当然增加太多也会导致结果失真,毕竟让太多的水存储在节点上不太符合实际。

很多时候,少数管道的不稳定并不会很显著的影响整个区域的计算结果,与其采用各种方法让模型表面上看起来更稳定而牺牲精度,还不如适当地允许部分管道在短时间内出现不稳定现象。另外,上面提到的几款商业软件更稳定的事情,这里并无意贬低SWMM模型,实际上让模型结果输出看起来更稳定,SWMM模型完全也可以这么做,但之所以没有,其开发团队自是有其考虑的。

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