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原文传递交通流流体动力模型及数值模拟

论文题名：	交通流流体动力模型及数值模拟
关键词：	交通流;流体力学模型;差分格式;数值模拟;交通流理论;交通工程力学;运动学模型;流体动力模型;动力模型;实例仿真;交通状况模拟;交通管理;交通波理论
摘要：	交通流理论是交通工程力学理论的基础，它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性的一门科学。它用分析的方法阐述交通现象及其机理，使我们能更好地理解交通现象及其本质，并使城市道路与公路的规划设计和运营管理发挥最大的功效。本文着重研究交通流流体力学模型及其数值模拟。　　本文首先回顾了交通流理论的发展历史，分析和评述了主要的交通流模型。论述了交通流的运动学模型和交通波理论，对运动学模型分别采用迎风格式、一阶TVD格式和Harten二阶TVD格式进行了数值离散，结果表明，Harten二阶TVD格式模拟效果最好。运动学数值模拟结果与交通波理论计算结果吻合。　　然后重点讲述了由跟驰理论推导出的交通流体动力模型，在姜锐模型和张红军模型的基础上对由跟驰理论推导出的动力模型进行了改进。通过用迎风格式、一阶TVD格式和Harten二阶TVD格式三种差分格式对同一简单交通流问题进行模拟，筛选出最适合求解强间断特性交通流的Harten二阶TVD格式。三种流体动力模型的数值计算比较结果表明改进的模型更适合交通实际状况。　　分别用运动学模型和改进后的动力模型对城市红绿灯交通流进行了模拟，在拥挤的城市交通中采用由跟驰理论推导出的动力模型更合理。采用改进后的动力模型对城市多路口多相位交通流进行模拟，讨论了路段长度、相位差、绿信比和周期等因素对交通状况的影响，模拟结果可以为城市多路段信号配时提供参考。　　最后用宏观模型与微观模型分别对广州天河北路进行了实例仿真，并对结果进行了比较分析，仿真结果表明，宏观模型与微观模型结果比较吻合，可以很好地模拟交通状况，为交通规划提供了一个较好的工具。
作者：	于玲
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	王冬姣;叶家玮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文