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快速、更详细地获得洪水演进和淹没信息，在防洪减灾、水库实时调度中具有重要意义。通过模拟大
规模洪水演进及不同洪水情景，提升洪水预报预警、防洪调度优化、防洪设施规划、应急演练的技术
水平，可为洪水预警、防洪调度等国家重大需求提供技术支撑，同时为流域大模型及区域地下水模型
等其他水动力大模型的并行计算发展提供借鉴。本研究立足于国产 ＣＰＵ?ＧＰＵ平台，旨在推动我国洪
水模拟技术自主创新、降低对外技术依赖，为提升我国在水资源领域科研自主能力、实现科技自立自
强提供支撑。本研究基于国产 ＣＰＵ?ＧＰＵ平台发展的异构并行框架，不仅适用于洪水过程的浅水方程
求解，还可应用于水文气象、泥沙淤积、地表水 － 地下水交互等领域的复杂动力系统模拟，需在后续
工作中拓展应用范围并在工程实践中进一步验证其稳定性。
注：为推动国产超算应用于水力计算发展，本研究将相关代码开源共享，读者可联系第一作者（邮箱：ｔｃｎａｎ＠ｈｈｕ．
ｅｄｕ．ｃｎ ）及 第 三 作 者 （邮 箱：ｃｓｙｕ＠ｍｕｌｔｉｓｉｍｔｅｃｈ．ｃｏｍ）获 取， 或 开 源 网 站 下 载 （ｈｔｔｐｓ：??ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｇａｔｅ．ｎｅｔ?ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ?
３８７１４０１５０＿ＧＰＵＣＰＵ ）。

参 考 文 献：

［ １］ ＢＥＡＲＪ．ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＦｌｕｉｄｓｉｎＰｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＡｍｅｒｉｃａｎＥｌｓｅｖｉｅｒＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，１９７２．
［ ２］ 薛禹群，谢春红．地下水数值模拟［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７．
［ ３］ 朱金峰，刘悦忆，章树 安，等．地 表 水 与 地 下 水 相 互 作 用 研 究 进 展 ［Ｊ］．中 国 环 境 科 学，２０１７，３７（８）：
３００２ － ３０１０．
［ ４］ ＶＩＳＷＡＮＡＴＨＡＮＨ Ｓ，ＡＪＯ － ＦＲＡＮＫＬＩＮ Ｊ，ＢＩＲＫＨＯＬＺＥＲ ＪＴ，ｅｔａｌ．Ｆｒｏｍ ｆｌｕｉｄｆｌｏｗｔｏｃｏｕｐｌｅｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎ
ｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋ：ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｎｅｗｆｒｏｎｔｉｅｒｓ［Ｊ］．ＲｅｖｉｅｗｓｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２０２２，６０（１）：ｅ２０２１ＲＧ０００７４４．
［ ５］ ＬＩＮＮ，ＥＭＡＮＵＥＬＫ，ＯＰＰＥＮＨＥＩＭＥＲ Ｍ，ｅｔａｌ．Ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙｂａｓｅｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｈｕｒｒｉｃａｎｅｓｕｒｇｅｔｈｒｅａｔｕｎｄｅｒ
ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，２０１２，２（６）：４６２ － ４６７．
［ ６］ 侯精明，张兆安，马利平，等．基于 ＧＰＵ加速技术的非结构流域雨洪数值模型 ［Ｊ］．水科学进展，２０２１，
３２（４）：５６７ － ５７６．
［ ７］ 夏军，占车生，曾思栋，等．长江模拟器的理论方法与实践探索［Ｊ］．水利学报，２０２２，５３（５）：５０５ － ５１４．
［ ８］ 杨桂山，陈建池，张奇，等．长江中游通江湖泊江湖关系演变及其效应与调控［Ｍ］．北京：科学出版社，２０２１．
［ ９］ 徐宗学，叶陈雷．城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望［Ｊ］．水利学报，２０２１，５２（４）：３８１ － ３９２．
［１０］ 黄国如，陈文杰，喻海军．城市洪涝水文水动力耦合模型构建与评估［Ｊ］．水科学进展，２０２１，３２（３）：３３４ － ３４４．
［１１］ 阎沁琳，杜二虎，郑春苗．城市洪涝灾害应急疏散模拟及其效率 － 公平权衡分析［Ｊ］．水科学进展，２０２３，
３４（３）：４０９ － ４１６．
［１２］ 吴俊香．二维浅水波方程组的并行算法研究［Ｄ］．南京：河海大学，２００７．
［１３］ 江春波，安晓谧，张庆海．二维浅水流动的有限元并行数值模拟［Ｊ］．水利学报，２００２（５）：６５ － ６８．
［１４］ 江春波，陈立秋，张庆海．浅水流动的并行计算［Ｊ］．清华大学学报（自然科学版），２００２（１１）：１５４８ － １５５１．
［１５］ 邬江兴，祁晓峰，高彦钊．异构计算并行编程模型综述［Ｊ］．上海航天，２０２１，３８（４）：１ － １１．
［１６］ 黄国如，陈志威，曾博威．城市洪涝模型及 ＣＰＵ － ＧＰＵ异构并行计算技术研究进展［Ｊ］．水利学报，２０２３，
５４（６）：６５４ － ６６４．
［１７］ 许栋，徐彬，ＰＡＹＥＴＤ，等．基 于 ＧＰＵ 并 行 计 算 的 浅 水 波 运 动 数 值 模 拟 ［Ｊ］．计 算 力 学 学 报．２０１６，
３３（１）：１１４ － １２１．
［１８］ 汪煜，侯精明，张兆安，等．基于非结构网格的洪水演进过程中 ＧＰＵ加速数值模型研究［Ｊ］．水动力学研
究与进展（Ａ辑），２０２１，３６（４）：５５７ － ５６６．
［１９］ ＸＩＡＸ，ＬＩＡＮＧＱ，ＭＩＮＧＸ．Ａｆｕｌｌ － ｓｃａｌｅｆｌｕｖｉａｌｆｌｏｏｄｍｏｄｅｌｌｉｎｇｆｒａｍｅｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎａｈｉｇｈ － ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ （ＨｉＰＩＭＳ）［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１９，１３２：１０３３９２．
［２０］ 练继建，马利平，张大伟，等．一种基于非结构网格的二维洪水过程多 ＧＰＵ模拟方法：ＣＮ２０２２１１３６８１９７．５
［Ｐ］．２０２３ － ０６ － １３．
［２１］ 冯新政，张大伟，徐海卿，等．基于多 ＧＰＵ数值框架的流域地表径流过程数值模拟［Ｊ］．南水北调与水利
科技（中英文），２０２４，２２（１）：４８ － ５５．
［２２］ ＭＯＲＡＬＥＳ － ＨＥＲＮＡＮＤＥＺＭ，ＳＨＡＲＩＦＭ Ｂ，ＫＡＬＹＡＮＡＰＵ Ａ，ｅｔａｌ．ＴＲＩＴＯＮ：Ａ ｍｕｌｔｉ － ｇｐｕｏｐｅｎｓｏｕｒｃｅ２Ｄ
ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｌｏｏｄｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇ＆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２０２１，１４１：１０５０３４．

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