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双车道格子流体力学建模与密度波分析
| 论文题名： | 双车道格子流体力学建模与密度波分析 |
| 关键词： | 双车道交通;格子流体力学;密度波分析;演变规律 |
| 摘要： | 本文采用拟合真实道路状况的格子流体力学模型，结合流体力学等相关理论知识探索流量、速度、密度等相关参数对于道路交通流的影响。本文首先探讨在单车道交通流模型中，贴合实际城市道路情况的交通因素对现实道路交通运行所产生的影响。基于学者Nagatani的研究，在单车道中引入“后视效应”和密度差积分形式两种混合因素进行建模与密度波分析，探讨交通流密度波演变规律。其次，由于现实道路环境中单一车道的情况逐渐减少，双车道交通流模型更能体现实际道路交通状况，仅研究单车道交通模型已不能满足实际道路交通的需求，双车道交通模型研究得到重视。本文在单车道模型研究基础上，将“后视效应”、密度差积分形式、相对流量差、驾驶员激进效应和相对流量差的积分形式引入到双车道中进行建模与密度波分析。模型推导过程中使用微积分、数理统计等相关物理和数学的方法，模型的物理意义明确。使用线性分析法计算出中性稳定性临界值以及中性稳定性条件，并在此基础上绘制出中性稳定性曲线平面相图。在相图中，通过逐步增大影响参数值会发现中性稳定性曲线临界值逐渐向下发生改变、稳定区域的面积逐渐增大。通过非线性分析导出mKdV方程，求解得到密度波的扭结-反扭结孤子解，并对密度波的传播特性进行观测和分析。最后用数值模拟的方法得到搭建的拓展模型的密度波二维及三维演变图。通过分析密度波的演变规律，得出结论：在双车道格子流体力学模型中考虑“后视效应”、密度差积分形式、相对流量差、驾驶员激进效应和相对流量差的积分形式的影响有利于缓解交通拥堵问题，增强交通流的稳定性。 |
| 作者： | 祁心悦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 葛红霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁波大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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