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平原感潮河网水动力模型研究 被引量：67
1
作者 徐祖信 卢士强 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2003年第2期176-181,共6页
利用一维Saint Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型 ;采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组 ;求解河网时 ,将河段方程自相消元 ,得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组 ;采用汊点优化编码来降低汊... 利用一维Saint Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型 ;采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组 ;求解河网时 ,将河段方程自相消元 ,得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组 ;采用汊点优化编码来降低汊点方程组系数矩阵的带宽以提高计算精度和节省计算耗时。对上海市平原感潮河网进行了合理概化 ,利用1999年 6月～ 9月的实测水文资料进行了率定 。 展开更多
关键词 感潮河网 水动力模型 汉点方程组 模型率定 离散格式
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平原河网水动力模型及求解方法探讨 被引量：43
2
作者 卢士强 徐祖信 《水资源保护》 CAS 2003年第3期5-9,共5页
参考国内外有关资料 ,根据河网非恒定流水动力模型的控制方程组和汊点衔接条件 ,建立平原河网水动力节点 河道模型。介绍用特征线法 ,有限体积法和有限差分法中的直接解法、分级解法、汊点分组解法、矩阵标识法、非线性方法等求解的基... 参考国内外有关资料 ,根据河网非恒定流水动力模型的控制方程组和汊点衔接条件 ,建立平原河网水动力节点 河道模型。介绍用特征线法 ,有限体积法和有限差分法中的直接解法、分级解法、汊点分组解法、矩阵标识法、非线性方法等求解的基本思路。对比单元划分模型、混合模型以及人工神经网络模型等平原河网水动力模型 ,分析各个模型的优缺点 ,结果表明 ,节点 河道模型原则上可以求解任何水网的水力参数 ,单元划分模型仅适用于河道流速时空变化不大的情况 ,人工神经网络模型的验证比较困难。指出改进和设计计算方法、应用向量运算和并行算法、数值模拟可视化。 展开更多
关键词 非恒定流 水动力模型 数值模拟 人工神经网络 河网
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高效高精度水动力模型在洪水演进中的应用研究 被引量：58
3
作者 侯精明 李桂伊 +2 位作者 李国栋 LIANG Qiuhua 支再兴 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期96-107,共12页
针对现有的洪水演进及淹没过程二维数值模型中存在的计算精度不高、稳定性差、计算效率低下等问题,本文提出一套基于GPU加速技术的地表水动力数值模型(GAST)。选用英国莫帕斯小镇百年一遇洪灾为研究对象,模拟5 m和2 m分辨率地形下的城... 针对现有的洪水演进及淹没过程二维数值模型中存在的计算精度不高、稳定性差、计算效率低下等问题,本文提出一套基于GPU加速技术的地表水动力数值模型(GAST)。选用英国莫帕斯小镇百年一遇洪灾为研究对象,模拟5 m和2 m分辨率地形下的城区淹没过程及范围,分析GAST模型的模拟精度、效率及稳定性。研究发现:GAST模型模拟淹没面积与实测结果百分误差仅为0.96%~4.36%,同时计算5 m、2 m分辨率地形用时分别为2.17 h、9.00 h,具有较高的模拟精度、效率及计算稳定性;对比相同输入条件下的MIKE21 FM模型,GAST模型计算精度提升1.07~19.55倍;GAST模型计算效率提升3.4~11.78倍,且随着计算网格数的增加效率优势更为明显,故其应用前景广阔。 展开更多
关键词 水动力学模型 数值模拟 GPU加速计算 洪水演进 计算效率
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一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型 被引量：56
4
作者 陈文龙 宋利祥 +2 位作者 邢领航 张文明 周建中 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期848-855,共8页
针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型。通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法... 针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型。通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法难以处理模型间动量交换的缺点,也避免了堰流公式中流量系数选取的不确定性;提出了时间步长自适应匹配方法,解决了一维模型和二维模型时间步长不一致问题。算例研究表明,该模型可有效模拟河道-防洪保护区耦合系统中漫堤洪水和具有任意溃口形状的溃堤洪水演进过程,具有较好的推广应用价值。 展开更多
关键词 防洪保护区 一维-二维耦合 水动力学模型 洪水演进 数值模拟
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大气中短空气间隙流注放电过程数值仿真 被引量：52
5
作者 张赟 曾嵘 +4 位作者 黎小林 罗兵 杨学昌 何金良 张波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第28期6-12,共7页
介绍了气体放电过程的流体数值模型,并将有限元(finite element,FE)和通量校正传输(flux-corrected-transport,FCT)法结合求解该模型。针对求解时间过长的问题,引入网格自适应剖分法和并行计算方法,提高了计算精度和效率。采用所提出方... 介绍了气体放电过程的流体数值模型,并将有限元(finite element,FE)和通量校正传输(flux-corrected-transport,FCT)法结合求解该模型。针对求解时间过长的问题,引入网格自适应剖分法和并行计算方法,提高了计算精度和效率。采用所提出方法仿真了棒板间隙流注放电过程,与实验结果吻合较好。基于仿真方法研究了电压大小、电极形状对放电的影响。基于气体放电现象的物理本质,从微观上研究了气体放电过程,得到了流注过程中空间电荷、电场分布等难以直接测量的微观参量。 展开更多
关键词 流注放电 流体模型 有限元-通量校正传输法 自适应剖分 并行计算
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基于动力波法的高效高分辨率城市雨洪过程数值模型 被引量：50
6
作者 侯精明 王润 +1 位作者 李国栋 李桂伊 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期40-49,共10页
基于物理定律的动力波方法,提出了高效高分辨率城市雨洪过程数值模型。该模型采用Godunov格式的有限体积法数值求解二维浅水方程,输入可表征真实城市地表的高分辨率地形数据,以精确模拟城市降雨径流及内涝积水过程。同时引入图形处理器(... 基于物理定律的动力波方法,提出了高效高分辨率城市雨洪过程数值模型。该模型采用Godunov格式的有限体积法数值求解二维浅水方程,输入可表征真实城市地表的高分辨率地形数据,以精确模拟城市降雨径流及内涝积水过程。同时引入图形处理器(GPU)加速计算技术,在不降低精度的条件下大幅提升计算速度。并将模型用于模拟陕西省西咸新区内涝积水过程,发现计算结果与实测数据吻合度高,五处积水面积均实现较为精确地计算。证明该模型可快速准确模拟较大范围高分辨率城市雨洪过程,且能提供分析涝灾成因及计算污染物输移的流速,克服了常规水文模型的缺陷。可见,研究对指导城市规划及可持续性城市雨洪管理如海绵城市建设具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 水动力学模型 动力波方法 GPU 城市内涝 高分辨率模拟
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水动力学模型卡尔曼滤波实时校正技术 被引量：46
7
作者 葛守西 程海云 李玉荣 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期687-693,共7页
本文采用卡尔曼滤波技术实现圣维南方程实时校正以提高水动力学模型应用于洪水预报的精度水平。首先利用有限差分方法将圣维南方程进行离散化并线性化,选择不同的状态变量组建了三种卡尔曼滤波状态空间方程,对预报进行实时校正。选择长... 本文采用卡尔曼滤波技术实现圣维南方程实时校正以提高水动力学模型应用于洪水预报的精度水平。首先利用有限差分方法将圣维南方程进行离散化并线性化,选择不同的状态变量组建了三种卡尔曼滤波状态空间方程,对预报进行实时校正。选择长江干流清溪场至万县河段进行试算。 展开更多
关键词 水动力学模型 卡尔曼滤波 实时校正 状态向量
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基于MIKE11的辽河流域一维水质模型 被引量：41
8
作者 朱茂森 《水资源保护》 CAS 2013年第3期6-9,共4页
根据辽河流域的特点,将基于水动力和水质模型原理的MIKE11软件应用于辽河上游水域排放限值制定的整体技术路线中,模拟污染物在水体中迁移扩散和衰减的过程。通过对辽河上游福德店到通江口段河流的模拟,验证了用MIKE11软件建立辽河流域... 根据辽河流域的特点,将基于水动力和水质模型原理的MIKE11软件应用于辽河上游水域排放限值制定的整体技术路线中,模拟污染物在水体中迁移扩散和衰减的过程。通过对辽河上游福德店到通江口段河流的模拟,验证了用MIKE11软件建立辽河流域水动力模型的可行性,进而在水动力模型的基础上建立河流一维水质模型。结果表明:MIKE11软件用于模拟污染物在水体中迁移扩散和衰减的过程是可行的,有节约人力物力、计算准确、便于操作和结果可视化等优点。 展开更多
关键词 水质模型 水动力模型 辽河流域 MIKE11软件
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平原感潮河网地区一维、二维水动力耦合模型研究 被引量：34
9
作者 徐祖信 尹海龙 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2004年第6期744-752,共9页
　提供了一种复杂地形、水流条件下一维、二维水动力耦合模型的通用计算方法。根据感潮河流地形复杂、河岸弯曲多变、河道狭长的特征,采用有限元法求解一、二维水动力模型控制方程;在一、二维模型连接断面处,利用两种模型模拟的水位、... 　提供了一种复杂地形、水流条件下一维、二维水动力耦合模型的通用计算方法。根据感潮河流地形复杂、河岸弯曲多变、河道狭长的特征,采用有限元法求解一、二维水动力模型控制方程;在一、二维模型连接断面处,利用两种模型模拟的水位、流量相等的条件,实现一、二维模型的耦合。依据该原理,开发了大范围的上海市黄浦江上游地区河网一维与黄浦江干流二维水动力耦合模型,验证结果表明:一、二维耦合模型的设计是合理的。 展开更多
关键词 感潮河流 一维 二维 水动力模型 耦合模型
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重庆两江汇流水动力模型 被引量：23
10
作者 陈景秋 赵万星 季振刚 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2005年第z1期829-835,共7页
本文分析了长江、嘉陵江汇流的来流条件和河道自身地形特点,以EFDC水动力模型为基础,建立了重庆两江汇流水动力模型。该模型利用坐标变换技术,平面采用正交贴体网格,垂向采用Sigma坐标,利用干湿点法描述河道干湿地的变化．并对比实测资... 本文分析了长江、嘉陵江汇流的来流条件和河道自身地形特点,以EFDC水动力模型为基础,建立了重庆两江汇流水动力模型。该模型利用坐标变换技术,平面采用正交贴体网格,垂向采用Sigma坐标,利用干湿点法描述河道干湿地的变化．并对比实测资料校核模型参数。对于汇流比对流场影响和滨江路对流场影响等的模拟结果,表明该模型可用于模拟和分析天然河流水动力场的分布以及变化结果,对于预测洪水、城市建设、航道管理等有重要意义。 展开更多
关键词 两江汇流 水动力模型 EFDC 正交贴体网格 Sigma坐标 干湿点法
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河网概化密度对平原河网水动力模型的影响研究 被引量：31
11
作者 杨松彬 董志勇 《浙江工业大学学报》 CAS 2007年第5期567-570,共4页
以嘉兴市水系河网作为研究对象,介绍了河网概化的原则,并根据两种不同的河网概化密度建立了两套水动力模型,运用该两种模型对水位流量变化特性进行对比分析.结果表明,河网概化密度的大小将对水位水量的计算结果产生影响:当被概化河网与... 以嘉兴市水系河网作为研究对象,介绍了河网概化的原则,并根据两种不同的河网概化密度建立了两套水动力模型,运用该两种模型对水位流量变化特性进行对比分析.结果表明,河网概化密度的大小将对水位水量的计算结果产生影响:当被概化河网与自然状态相差过大时,模拟结果难以反映具体河道的实际情况;被概化河道水位流量模拟的偏差,还会造成概化河道下游的模拟偏差. 展开更多
关键词 河网概化 水动力模型 MIKE11 边界条件
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一维-二维耦合的河湖系统整体水动力模型 被引量：32
12
作者 王智勇 陈永灿 +1 位作者 朱德军 刘昭伟 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期516-522,共7页
为对自然界中的复杂水流系统进行整体水动力数值模拟,建立了适用于河湖系统的一维-二维耦合模型。将河网计算中用于处理河段间耦合的汊点水位预测校正法应用到一维-二维耦合边界的处理中,即耦合边界水位预测校正法。该方法具有一维、二... 为对自然界中的复杂水流系统进行整体水动力数值模拟,建立了适用于河湖系统的一维-二维耦合模型。将河网计算中用于处理河段间耦合的汊点水位预测校正法应用到一维-二维耦合边界的处理中,即耦合边界水位预测校正法。该方法具有一维、二维模型计算完全独立,可有效利用现有模型的优点。与传统一维-二维耦合处理方法相比,耦合连接条件的满足程度较高且可通过对计算容差的调整进行有效控制。利用理想及实际例子进行了计算验证,结果表明该方法具有较好的实用性。 展开更多
关键词 河湖系统 水动力模拟 一维-二维耦合 水位预测校正法
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基于MIKE 11与HEC-RAS的南渡江防洪能力对比分析 被引量：30
13
作者 蒋书伟 武永新 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第2期46-49,共4页
利用实测地形和水文资料,基于一维河网模型系统MIKE 11与HEC-RAS分别建立了南渡江下游河段1维水动力模型。着重以HEC-RAS和MIKE 11对河道糙率的不同计算方法为出发点,利用南渡江实测地形和水文资料进行计算,然后对计算结果进行比较分析... 利用实测地形和水文资料,基于一维河网模型系统MIKE 11与HEC-RAS分别建立了南渡江下游河段1维水动力模型。着重以HEC-RAS和MIKE 11对河道糙率的不同计算方法为出发点,利用南渡江实测地形和水文资料进行计算,然后对计算结果进行比较分析,得到2种软件的联系与区别。模型率定和验证结果表明,所建2种模型均能够反映河网水动力条件,但是MIKE 11模拟结果更接近实测值。同时,以南渡江20年一遇洪水为例,模拟了现状河道在修建堤防以后的防洪水位,并对2种模型结果对比分析,为南渡江防洪及河堤规划提供依据。 展开更多
关键词 南渡江 防洪水位 水动力模型 MIKE 11 HEC—RAS
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三峡工程蓄水对鄱阳湖水情的影响格局及作用机制分析 被引量：29
14
作者 赖锡军 姜加虎 黄群 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期132-136,148,共6页
鄱阳湖近年多次出现罕见的枯水水情,且恰逢三峡工程开始试验性蓄水,三峡工程对鄱阳湖的影响因此广受关注和议论。为明确三峡蓄水对鄱阳湖的影响及其作用机制,本文运用长江中游江湖耦合水动力学模型,以2006年三峡蓄水试验为例,计算了汛... 鄱阳湖近年多次出现罕见的枯水水情,且恰逢三峡工程开始试验性蓄水,三峡工程对鄱阳湖的影响因此广受关注和议论。为明确三峡蓄水对鄱阳湖的影响及其作用机制,本文运用长江中游江湖耦合水动力学模型,以2006年三峡蓄水试验为例,计算了汛末蓄水对鄱阳湖水情的影响分量。结果表明:受蓄水影响,鄱阳湖湖口、星子、都昌和康山水位平均下降0.94m、0.74m、0.50m和0.03m。水位影响格局呈北高南低。湖泊内部的洲滩湿地受水位下降影响,提前出露,受影响最大的是中部的开敞水域。干流水位快速下降,加速湖水下泄是三峡工程蓄水对鄱阳湖水位的主要影响方式。 展开更多
关键词 环境水力学 三峡蓄水影响 水动力学模型 鄱阳湖 湿地水文 影响机制
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长江水系武汉段水动力过程三维数值模拟 被引量：24
15
作者 齐珺 杨志峰 +2 位作者 熊明 沈珍瑶 牛军峰 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2008年第2期212-219,共8页
为了考察长江水系武汉段河床的冲淤变化,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code)建立了河道三维水动力学模型,并利用2004年6月到9月的实测水位数据对模型进行了校准和验证。在此基础上,对2004年6月至9月洪水期间武汉段进行了模拟,... 为了考察长江水系武汉段河床的冲淤变化,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code)建立了河道三维水动力学模型,并利用2004年6月到9月的实测水位数据对模型进行了校准和验证。在此基础上,对2004年6月至9月洪水期间武汉段进行了模拟,发现天兴洲右岸天兴洲大桥上游1.75公里处河床冲刷最大;而天兴洲左岸前端的河床淤积最大。此外,汉江河口断面的流速矢量分析表明,河口处对长江右岸的冲刷大于左岸,武昌深槽内的冲刷比较剧烈。 展开更多
关键词 EFDC 长江水系武汉段 水动力模型 流场
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滇池二维浅水湖泊风生流模型研究及结果显示 被引量：15
16
作者 张萍峰 景韶光 黄凤岗 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第5期554-556,共3页
二维风生流模型是浅水湖泊常用的水动力模型,适用于滇池的湖流模拟。本文讨论了模型的参数确定、初始条件和边界条件的确定及数值计算方法的选择。并给出了在10m/s均匀西南风作用下的模拟流场。讨论了使用VC进行流场动态演示的方法。
关键词 滇池 二维浅水湖泊 风生流模型 流域污染治理 仿真系统
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流域河流系统水文-水动力耦合模型研究综述 被引量：24
17
作者 曾志强 杨明祥 +3 位作者 雷晓辉 梁藉 袁晓辉 潘增 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第9期72-76,共5页
流域和河流属于复杂巨系统,通过水文-水动力耦合的方式可建立起2者之间的水力联系,同时弥补了模型各自的不足,提高了水文预报的精度。系统概述了水文-水动力耦合模型在国内外的应用情况,归纳总结了耦合模型的基本理论框架以及模型耦合... 流域和河流属于复杂巨系统,通过水文-水动力耦合的方式可建立起2者之间的水力联系,同时弥补了模型各自的不足,提高了水文预报的精度。系统概述了水文-水动力耦合模型在国内外的应用情况,归纳总结了耦合模型的基本理论框架以及模型耦合与评估的一般方法,并从学科发展与应用角度提出了耦合模型的应用难点与发展趋势,以期为流域河流系统的精细化水文模拟与预报研究提供一定的借鉴和参考。 展开更多
关键词 水文模型 水动力模型 模型耦合 水文预报
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苏州河干流防洪水位的数值计算 被引量：20
18
作者 徐祖信 卢士强 林卫青 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期148-151,共4页
利用一维河网模型系统MIKE11建立苏州河水系水文模型和河网水动力模型,模型率定结果表明,干流模拟水位与实测结果非常吻合,所建模型可以准确反映苏州河水系的水动力条件.考虑上游洪水位、区间暴雨和下游高潮位遭遇的不利组合,进行苏州... 利用一维河网模型系统MIKE11建立苏州河水系水文模型和河网水动力模型,模型率定结果表明,干流模拟水位与实测结果非常吻合,所建模型可以准确反映苏州河水系的水动力条件.考虑上游洪水位、区间暴雨和下游高潮位遭遇的不利组合,进行苏州河干流最高防洪水位的数值计算,计算结果可为苏州河环境综合整治二期工程———防汛墙的改造提供科学依据. 展开更多
关键词 苏州河 防洪水位 水文模型 水动力模型 MIKE11
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三峡水库入库流量计算及调洪演算方法探讨 被引量：24
19
作者 闵要武 王俊 陈力 《人民长江》 北大核心 2011年第6期49-52,共4页
三峡水库属于典型的河道型水库,动库容巨大,用传统的静库容推算入库流量的方法和调洪演算方法难以满足三峡水库实时调度要求。通过分析入库流量、计算方法和调洪演算方法,建立库区水动力学模型,推求其变化规律,探讨三峡水库入库流量计... 三峡水库属于典型的河道型水库,动库容巨大,用传统的静库容推算入库流量的方法和调洪演算方法难以满足三峡水库实时调度要求。通过分析入库流量、计算方法和调洪演算方法,建立库区水动力学模型,推求其变化规律,探讨三峡水库入库流量计算和调度演算方法,并通过2009,2010年的洪水检验,表明所用方法具有较高的精度,基本满足了三峡水库实时调度的要求。 展开更多
关键词 河槽蓄水量 动库容 入库流量 水力学模型 水库调度 三峡水库
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陈行水库水质模型与自净规律研究 被引量：16
20
作者 刘登国 卢士强 林卫青 《水资源保护》 CAS 北大核心 2005年第2期40-45,共6页
应用WIN/DYNHYD+和WASP6建立了陈行水库水动力模型和水质模型,并对水质模型中水质参数进行率定和验证;应用建立的陈行水库水质模型研究了陈行水库的自净规律。研究表明,陈行水库的水温、水位、流场、水力停留时间对水库自净作用有很大影... 应用WIN/DYNHYD+和WASP6建立了陈行水库水动力模型和水质模型,并对水质模型中水质参数进行率定和验证;应用建立的陈行水库水质模型研究了陈行水库的自净规律。研究表明,陈行水库的水温、水位、流场、水力停留时间对水库自净作用有很大影响;在水温正常变化范围内,水温越高,水力停留时间越长,陈行水库自净能力就越强,并提出陈行水库运行管理建议。 展开更多
关键词 陈行水库 水质模型 水动力模型 自净规律 水力停留时间
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