基于瞬态速度数据估计变宽明渠一维浅水流的河床地形与摩擦系数
流体动力学
2021-04-08 v1 数值分析
数值分析
摘要
浅水方程（SWE）刻画多种地球物理流。矩形截面渠道中的流动可用变宽的一维简化 SWE 建模。除其他模型参数外，正确且精确预测流动需要关于河床地形和摩擦系数的信息。尽管模型参数的合成值可能足以测试数值格式，但应用中可能需要河床地形及其他参数的近似。估计可通过实验方法获得，但其中某些技术可能昂贵、耗时且并非总可用。本工作中，我们提出求解反问题，由瞬态速度数据估计河床地形和 Manning 摩擦系数。这借助一个包含通过拉格朗日乘子引入的 SWE 的代价泛函完成。解通过连续下降法求解约束优化问题获得。直接问题和伴随问题均使用二阶精度的 Roe 型迎风格式数值求解。文中包含数值测试以展示该算法的优点。
引用
@article{arxiv.2104.02891,
title = {Bathymetry and friction estimation from transient velocity data for 1D shallow water flows in open channels with varying width},
author = {Miguel Angel Moreles and Gerardo Hernandez-Duenas and Pedro Gonzalez-Casanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.02891},
year = {2021}
}