Abstract Over the past few decades, urban floods have been gaining more attention due to their increase in frequency. To provide reliable flooding predictions in urban areas, various numerical models have been developed to perform high-resolution flood simulations. However, the use of high-resolution meshes across the whole computational domain causes a high computational burden. In this paper, a 2D control-volume and finite-element flood model using adaptive unstructured mesh technology has been developed. This adaptive unstructured mesh technique enables meshes to be adapted optimally in time and space in response to the evolving flow features, thus providing sufficient mesh resolution where and when it is required. It has the advantage of capturing the details of local flows and wetting and drying front while reducing the computational cost. Complex topographic features are represented accurately during the flooding process. For example, the high-resolution meshes around the buildings and steep regions are placed when the flooding water reaches these regions. In this work a flooding event that happened in 2002 in Glasgow, Scotland, United Kingdom has been simulated to demonstrate the capability of the adaptive unstructured mesh flooding model. The simulations have been performed using both fixed and adaptive unstructured meshes, and then results have been compared with those published 2D and 3D results. The presented method shows that the 2D adaptive mesh model provides accurate results while having a low computational cost.

中文翻译：

---

用于城市洪水建模的非结构化网格自适应

摘要 在过去的几十年里，城市洪水由于其频率的增加而受到越来越多的关注。为了在城市地区提供可靠的洪水预测，已经开发了各种数值模型来执行高分辨率洪水模拟。然而，在整个计算域中使用高分辨率网格会导致很高的计算负担。在本文中，已经开发了使用自适应非结构​​化网格技术的二维控制体积和有限元洪水模型。这种自适应非结构​​化网格技术使网格能够根据不断变化的流动特征在时间和空间上进行最佳调整，从而在需要的地方和时间提供足够的网格分辨率。它具有捕获局部流动和润湿前沿的细节，同时降低计算成本的优势。在洪水过程中，复杂的地形特征被准确地表现出来。例如，当洪水到达这些区域时，将放置建筑物和陡峭区域周围的高分辨率网格。在这项工作中，模拟了 2002 年发生在英国苏格兰格拉斯哥的洪水事件，以证明自适应非结构​​化网格洪水模型的能力。使用固定和自适应非结构​​化网格进行了模拟，然后将结果与已发布的 2D 和 3D 结果进行了比较。所提出的方法表明，二维自适应网格模型提供了准确的结果，同时具有较低的计算成本。当洪水到达这些区域时，建筑物和陡峭区域周围的高分辨率网格被放置。在这项工作中，模拟了 2002 年发生在英国苏格兰格拉斯哥的洪水事件，以证明自适应非结构​​化网格洪水模型的能力。使用固定和自适应非结构​​化网格进行了模拟，然后将结果与已发布的 2D 和 3D 结果进行了比较。所提出的方法表明，二维自适应网格模型提供了准确的结果，同时具有较低的计算成本。当洪水到达这些区域时，建筑物和陡峭区域周围的高分辨率网格被放置。在这项工作中，模拟了 2002 年发生在英国苏格兰格拉斯哥的洪水事件，以证明自适应非结构​​化网格洪水模型的能力。使用固定和自适应非结构​​化网格进行了模拟，然后将结果与已发布的 2D 和 3D 结果进行了比较。所提出的方法表明，二维自适应网格模型提供了准确的结果，同时具有较低的计算成本。使用固定和自适应非结构​​化网格进行了模拟，然后将结果与已发布的 2D 和 3D 结果进行了比较。所提出的方法表明，二维自适应网格模型提供了准确的结果，同时具有较低的计算成本。使用固定和自适应非结构​​化网格进行了模拟，然后将结果与已发布的 2D 和 3D 结果进行了比较。所提出的方法表明，二维自适应网格模型提供了准确的结果，同时具有较低的计算成本。