瞬间全溃溃坝波的传播、反射和绕射的数值模拟 被引量：15

1

作者 王嘉松 倪汉根 金生 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2000年第1期1-7,共7页

将二维浅水方程解耦并进行空间差分分裂 ,应用通量限制的组合型 TVD格式 ,分别求解分裂后的一维双曲型方程组 ,针对瞬间全溃情况下溃坝波的运动问题 ,对溃坝波的传播、反射和绕射进行数值模拟 ,揭示出溃坝波复杂的运动特性 。

关键词 浅水方程 差分分裂 溃坝波 反射 绕射 数值模拟

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浅水问题动边界数值模拟 被引量：20

2

作者 潘存鸿 林炳尧 毛献忠 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期1-7,共7页

采用基于准确Riemann解的Godunov格式求解浅水流动方程,将仅适用于平底的干底Riemann解推广到处理非平底动边界问题.在计算干底溃坝波的基础上,将该方法应用到有大片滩地的钱塘江河口涌潮计算中,能较好地模拟钱塘江涌潮在滩地上的传播过程.

关键词 水问题 浅水流动 钱塘江河口 涌潮 溃坝波 Godunov格式 滩地 动边界 求解 传播过程

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二维溃坝问题的高分辨率数值模拟 被引量：11

3

作者 王嘉松 倪汉根 金生 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1213-1216,共4页

对二维浅水方程空间方向的差分分裂，引入ＭＵＳＣＬ型的两参数限量函数，采用组合型的二阶ＴＶＤ格式，建立了浅水方程的高分辨率计算模型．以Ｆｒａｃｃｒｏｌｌｏ 等的部分溃坝实验模型为物理模型，模拟了该模型长历时的溃坝洪水演... 对二维浅水方程空间方向的差分分裂，引入ＭＵＳＣＬ型的两参数限量函数，采用组合型的二阶ＴＶＤ格式，建立了浅水方程的高分辨率计算模型．以Ｆｒａｃｃｒｏｌｌｏ 等的部分溃坝实验模型为物理模型，模拟了该模型长历时的溃坝洪水演进过程，给出了典型位置的水位和速度计算并与其实验结果的比较．研究表明，在间断波附近，没有产生数值振荡，数值结果与实验数据相比除溃坝初期在口门附近的水位存在一定的差异外，其余位置和时刻吻合较好，特别是计算速度与实验测定值吻合更好．应用二维浅水方程和本文的高分辨率数值方法能有效地模拟溃坝波的演进过程． 展开更多

关键词 溃坝波 浅水方程 高分辨率格式 数值模拟

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涌波的基本性质 被引量：10

4

作者 林炳尧 黄世昌 潘存鸿 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2003年第6期12-15,共4页

分析了溃坝波和涌潮等波动的基本特征。水流穿越涌波时,水流流量、动量虽保持守恒,但机械能大量损耗,因此通常所用的SaintVenant方程并不能描述涌波附近的流动。从微观角度看,考虑铅垂流速分量及水平速度不均匀性所引起的色、耗散效应后... 分析了溃坝波和涌潮等波动的基本特征。水流穿越涌波时,水流流量、动量虽保持守恒,但机械能大量损耗,因此通常所用的SaintVenant方程并不能描述涌波附近的流动。从微观角度看,考虑铅垂流速分量及水平速度不均匀性所引起的色、耗散效应后,涌波波后将产生衰减的高频波,波陡大为增加,因此表面失稳,进而形成漩滚。分析说明,Froude数也是色、耗散效应的比值,决定了涌波的局部形态。数值计算结果与试验值极为接近。由于天然河道形态复杂,进行涌波数值计算时,需对控制方程的源项进行处理,方能对涌波有深入的了解。 展开更多

关键词 涌波 浅水流动方程 色散 耗散 数值方法 溃坝波

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用LEVEL SET方法计算溃坝波的传播过程 被引量：5

5

作者 陶建华 谢伟松 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第10期17-22,共6页

溃坝波的数值模拟在于正确地计算坝体溃决后上下游水面的迅速变化过程． 本文研究了近年发展起来的求解两种流体界面的Ｌｅｖｅｌ Ｓｅｔ 方法及其在具有自由表面的水动力学问题中的应用． 对不同底坡上的二维溃坝波进行了计算， 取得... 溃坝波的数值模拟在于正确地计算坝体溃决后上下游水面的迅速变化过程． 本文研究了近年发展起来的求解两种流体界面的Ｌｅｖｅｌ Ｓｅｔ 方法及其在具有自由表面的水动力学问题中的应用． 对不同底坡上的二维溃坝波进行了计算， 取得了和实验资料符合良好的结果． 展开更多

关键词 LevelSet方法 自由表面 溃坝波 NS方程

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三维溃坝波绕方柱剧烈流动的数值模拟 被引量：12

6

作者 曹洪建 万德成 杨驰 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2013年第4期414-422,共9页

该文采用自主开发的非定常黏性流动问题求解器naoe-FOAM-SJTU,对三维溃坝波和直立方柱相互作用问题进行数值模拟。求解器naoe-FOAM-SJTU是基于开源代码OpenFOAM的数据结构、工具箱和基本流场求解器,专门面向研究船舶与海洋工程水动力学... 该文采用自主开发的非定常黏性流动问题求解器naoe-FOAM-SJTU,对三维溃坝波和直立方柱相互作用问题进行数值模拟。求解器naoe-FOAM-SJTU是基于开源代码OpenFOAM的数据结构、工具箱和基本流场求解器,专门面向研究船舶与海洋工程水动力学问题而开发的数值计算程序,它可以模拟三维波与物体相互作用等复杂问题,能够较精确的模拟波浪破碎、翻卷等复杂自由面演化过程。计算结果给出了三维溃坝波的演化过程,包括溃坝波和直立方柱相互作用过程中的波面爬高、破碎及翻卷现象,给出了方柱附近的涡流场;并分析了流体黏性效应的影响,得到了直立方柱受溃坝波拍击作用的水动力时间演化过程图,计算结果与实验数据吻合较好。计算结果表明,采用naoe-FOAM-SJTU求解器可以有效地模拟有复杂波面演化的剧烈流动问题,较准确地预报波浪在结构物上的爬高和拍击力。 展开更多

关键词 溃坝波 剧烈流动 黏性流动 naoe-FOAM-SJTU求解器 OPENFOAM

原文传递

二维溃坝波数值模型及其应用 被引量：11

7

作者 潘存鸿 鲁海燕 +1 位作者 郑君 于普兵 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期89-95,共7页

本文从Boltzmann方程出发,应用有限体积-KFVS(Kinetic Flux Vector Splitting)格式建立了基于无结构三角形网格的二维溃坝波整体数值模型,采用改进的干底Riemann解处理动边界问题。应用上述模型模拟了浙江某水库溃坝后溃坝波的传播过程... 本文从Boltzmann方程出发,应用有限体积-KFVS(Kinetic Flux Vector Splitting)格式建立了基于无结构三角形网格的二维溃坝波整体数值模型,采用改进的干底Riemann解处理动边界问题。应用上述模型模拟了浙江某水库溃坝后溃坝波的传播过程,计算结果反映了溃坝波所到之处,水位暴涨、流速从零迅速达到极值的现象。结果表明,本文建立的二维溃坝波整体数值模型具有水量守恒、计算稳定,特别适用于强不规则地形下的溃坝波计算。 展开更多

关键词 溃坝波 数值模型 KFVS格式 动边界 三角形网格

原文传递

弯曲与分叉渠道溃坝波运动特性的数值预报 被引量：9

8

作者 王嘉松 何友声 倪汉根 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2002年第1期69-76,共8页

基于 TVD格式的有限差分算法思想 ,考虑节点与单元的对应关系 ,对任意四边形单元各边的通量采用优选限量函数的组合型 TVD格式进行插值 ,在时间上采用两步 Runge- Kut-ta法离散 ,建立了守恒型浅水方程有限体积的高分辨率计算模型。针对 ... 基于 TVD格式的有限差分算法思想 ,考虑节点与单元的对应关系 ,对任意四边形单元各边的通量采用优选限量函数的组合型 TVD格式进行插值 ,在时间上采用两步 Runge- Kut-ta法离散 ,建立了守恒型浅水方程有限体积的高分辨率计算模型。针对 180°强弯曲河道、90°双支以及 4 5°三支分叉渠道 ,数值预报了溃坝波的演进过程 ,揭示了溃坝波在弯曲河道中内外两岸速度与水位变化 ,在分叉河道中自动进行流量与动量再分配 ,在叉点角区形成旋涡、壅高等复杂运动特征 。 展开更多

关键词 浅水方程 有限体积法 TVD格式 弯曲渠道 分叉渠道 溃坝波 数值预报 水利工程

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Lattice Boltzmann方法应用实例── 一维溃坝波模拟 被引量：4

9

作者 程永光 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2000年第1期47-48,共2页

通过分析ＬａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ（ＬＢ）方法的多尺度方程和一维浅水波方程，建立了计算一维明渠非恒定流的ＬＢ模型．对一维溃坝波动这一典型应用实例进行了模拟分析．结果与Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ隐格式及解析解十分一致，... 通过分析ＬａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ（ＬＢ）方法的多尺度方程和一维浅水波方程，建立了计算一维明渠非恒定流的ＬＢ模型．对一维溃坝波动这一典型应用实例进行了模拟分析．结果与Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ隐格式及解析解十分一致，说明将ＬＢ方法引入实际的一维明渠非恒定流计算是可行的． 展开更多

关键词 溃坝波 模拟 LATTICE BOLTZMANN方法

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二维溃坝洪水波传播的高精度数值模拟 被引量：7

10

作者 刘玉玲 王玲玲 +1 位作者 周孝德 戎贵文 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期164-169,共6页

建立了二维浅水方程的高分辨率数学模型。求解浅水方程时,将方程做空间差分算子分裂,并沿各空间方向采用有限体积法积分方程,应用二阶上风TVD格式确定有限体积交界面处的物理量通量。应用该模型对矩型明渠坝体瞬间全溃的洪水波进行了计... 建立了二维浅水方程的高分辨率数学模型。求解浅水方程时,将方程做空间差分算子分裂,并沿各空间方向采用有限体积法积分方程,应用二阶上风TVD格式确定有限体积交界面处的物理量通量。应用该模型对矩型明渠坝体瞬间全溃的洪水波进行了计算,并将计算值与理论解进行了比较;最后用该模型对大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程进行了数值模拟,对模拟结果进行了定性分析,并与其它算法进行了比较,表明该模型对模拟溃坝洪水波是有效的。 展开更多

关键词 有限体积方法 TVD格式 溃坝波

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滑坡堰塞湖溃坝波影响因素分析 被引量：6

11

作者 徐娜娜 邢爱国 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第1期83-85,88,共4页

滑坡堰塞湖坝体随着上游水位的不断上升极易失稳。基于流体计算软件Fluent,对水体在重力作用下的塌落及演进过程进行数值模拟,分析溃坝洪水在下游河道传播过程中的影响因素,结果表明:上下游水深比、下游河道坡降及弯曲程度均对溃坝洪水... 滑坡堰塞湖坝体随着上游水位的不断上升极易失稳。基于流体计算软件Fluent,对水体在重力作用下的塌落及演进过程进行数值模拟,分析溃坝洪水在下游河道传播过程中的影响因素,结果表明:上下游水深比、下游河道坡降及弯曲程度均对溃坝洪水的推进速度、波形及流量产生影响。水深比比较小时,下游洪水推进较快;下游河道坡降越大,洪水推进速度越快,流量越大;下游河道弯曲度≥0.25时,溃坝洪水受影响比较明显,波前传播速度减缓,能量耗散增大。 展开更多

关键词 洪水 溃坝波 滑坡 堰塞湖

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装配式圆形桥墩海啸冲击力试验 被引量：5

12

作者 杨绍林 杨万理 +1 位作者 赖文杰 张清华 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期231-241,共11页

为研究海啸涌波下装配式圆形桥墩冲击力的特点以得到海啸冲击力的简化计算方法,在水槽中利用溃坝波模拟海啸涌波,开展不同来流波高和初始水深的模型试验。分析溃坝波的波前形态、波前坡度以及波前上游波动状况随来流波高和初始水深的变... 为研究海啸涌波下装配式圆形桥墩冲击力的特点以得到海啸冲击力的简化计算方法,在水槽中利用溃坝波模拟海啸涌波,开展不同来流波高和初始水深的模型试验。分析溃坝波的波前形态、波前坡度以及波前上游波动状况随来流波高和初始水深的变化规律,对比不同来流波高、初始水深下圆形桥墩的剪力和弯矩时程曲线,讨论来流波高和初始水深对似平稳段剪力均值和弯矩均值,以及冲击全过程剪力和弯矩最大值的影响,得到圆形桥墩似平稳段的剪力系数和弯矩系数,以及剪力和弯矩冲击系数随来流波高和初始水深的变化规律。研究结果表明:除临界破碎波外,溃坝波的波前坡度随着来流波高与初始水深之比的增大而减小;来流波高与初始水深之比不小于1时,波前上游液面无上下波动,力和弯矩的时程曲线无振荡段,且剪力和弯矩的最大值位于似平稳段,对应的量纲一的系数C_r和M_r较小,分别为0.75～1.40和1.12～2.50;来流波高与初始水深之比小于1时,波前上游液面有上下波动,力和弯矩的时程曲线有振荡段,且剪力和弯矩的最大值位于冲击段,对应的C_r和M_r较大,分别为1.46～5.87和1.88～9.86;对相同来流波高而言,随初始水深的增加,似平稳段自由液面效应逐渐减小,力臂量纲一的系数K_r逐渐减小,初始水深由2 cm增加到8 cm和14 cm时,K_r降幅均值分别为21.8%和29.7%;基于试验结果提出了装配式圆形桥墩海啸波作用下剪力和弯矩最大值的计算方法,并给出了各项参数的取值,可为其快速计算提供参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 装配式桥墩 水槽试验 海啸冲击力 溃坝波 流场特性 波前形态

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平底棱柱体水库溃坝波分析 被引量：3

13

作者 谭振宏 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1992年第4期39-47,共9页

在平底、无阻力的简化条件下,将过水断面概化成水深的指数函数,推出了圣维南方程组具有4个积分常数的一般解。本文针对坝体瞬间全溃情形,由特征线理论提供的无限长水库溃坝波Ritter解和有限长水库任意断面水力过程线转折点时间为强加定... 在平底、无阻力的简化条件下,将过水断面概化成水深的指数函数,推出了圣维南方程组具有4个积分常数的一般解。本文针对坝体瞬间全溃情形,由特征线理论提供的无限长水库溃坝波Ritter解和有限长水库任意断面水力过程线转折点时间为强加定解条件,介绍一种分析有限长水库溃坝波问题的方法。文中给出了库容泄出量与时间的关系,提供了坝址过程线的显式解析解。理论解与法、奥两国的水槽试验资料对比,符合良好。 展开更多

关键词 水库 溃坝波 平底棱柱

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复杂边界溃坝流与结构物作用过程的数值模拟 被引量：5

14

作者 张学莹 潘中建 马小飞 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2010年第3期332-336,共5页

光滑粒子动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,简称SPH)方法是一种Lagrange粒子方法,无需网格,抗畸变能力强,能处理大变形、多尺度问题。但是在梯度变化较大的区域精度低、稳定性差;在核近似过程中,由于边界外没有粒子分布,对... 光滑粒子动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,简称SPH)方法是一种Lagrange粒子方法,无需网格,抗畸变能力强,能处理大变形、多尺度问题。但是在梯度变化较大的区域精度低、稳定性差;在核近似过程中,由于边界外没有粒子分布,对边界附近的粒子进行求和时,由于粒子不充足会引起边界缺陷问题,而边界缺陷问题会导致在边界上或者在边界附近密度偏小,从而导致压力梯度失真。为了解决边界缺陷问题,需对边界附近的粒子进行修正。应用光滑粒子流体动力学方法(SPH)对二维和三维溃坝波与结构物相互作用过程进行模拟分析,通过对二维和三维溃坝波冲击结构物问题进行数值模拟和分析,合理再现了溃坝波与结构物相互作用的物理过程。 展开更多

关键词 自由表面流 溃坝波 SPH 虚粒子

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水库群溃坝洪水计算 被引量：3

15

作者 戴明龙 黄燕 李中平 《人民长江》 北大核心 2008年第17期58-60,共3页

湖北大畈核电厂址上游已建及规划的中型水库共有7座,众水库之间的关系较为复杂。溃坝后,洪水波不但沿河道演进,还继续在富水水库库区内演进,较为特殊。采用溃坝水力学和河道水力学公式,对这些水库溃坝后的洪水波进行了演进计算,并与影... 湖北大畈核电厂址上游已建及规划的中型水库共有7座,众水库之间的关系较为复杂。溃坝后,洪水波不但沿河道演进,还继续在富水水库库区内演进,较为特殊。采用溃坝水力学和河道水力学公式,对这些水库溃坝后的洪水波进行了演进计算,并与影响厂址防洪安全的洪水事件进行组合,分析了溃坝对厂址处的水位影响,为工程可研阶段提供设计依据。 展开更多

关键词 溃坝洪水 洪峰流量 溃坝波 水位壅高 水库群

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用离散速度方法计算浅水长波方程 被引量：3

16

作者 施卫平 耿爱芳 张中新 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期393-397,共5页

用离散速度法计算浅水波方程 ,将空气动力学方程和浅水波方程作了比较 ,用 Nadiga提出的近平衡流动方法模拟浅水波方程的连续和间断解。计算了一维的溃坝波问题和 Thacker提出的连续解问题 ,结果与精确解作了比较 。

关键词 浅水长波方程 离散速度法 空气动力学方程 溃坝波 连续解

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溃坝波冲击下的斜坡-平板结构压强时空分布

17

作者 陈橙 陈浩彦 邓鑫 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期17-24,共8页

水电站溃坝事故时有发生,因此研究溃坝波对下游结构物的冲击作用具有重要意义。本文开展物理模型试验,利用溃坝波生成器生成溃坝波,并记录水槽末端结构物受溃坝波冲击的力学表征。试验结果揭示了溃坝波冲击斜坡-平板结构时的荷载历时曲... 水电站溃坝事故时有发生,因此研究溃坝波对下游结构物的冲击作用具有重要意义。本文开展物理模型试验,利用溃坝波生成器生成溃坝波,并记录水槽末端结构物受溃坝波冲击的力学表征。试验结果揭示了溃坝波冲击斜坡-平板结构时的荷载历时曲线及平板上托压强分布特性。在时间分布上,溃坝波冲击压强先后表现为5个压强阶段,本文主要研究其中的波前沿冲击压强及准恒定压强两阶段;在空间分布上,顺流方向的波前沿冲击压强和准恒定压强均从板坡结合处到板前沿递减,而在横流方向两压强变化均不大。基于试验数据拟合出溃坝波作用于平台的上托压强分布公式,得出顺流方向的最大波前沿冲击压强和最大准恒定压强分布情况。 展开更多

关键词 溃坝波 斜坡-平板结构 上托压强 时空分布

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计算溃坝波问题的离散速度模型 被引量：3

18

作者 祖迎庆 施卫平 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期24-28,共5页

采用离散速度模型计算二维溃坝波问题.按照浅水波方程与气体动力学方程的比拟关系,给出用于计算浅水波方程的离散速度方法.计算了两个二维溃坝波问题:圆形溃坝波问题和部分水坝倒塌后的水流问题.计算结果显示,此模型计算程序比较简单、... 采用离散速度模型计算二维溃坝波问题.按照浅水波方程与气体动力学方程的比拟关系,给出用于计算浅水波方程的离散速度方法.计算了两个二维溃坝波问题:圆形溃坝波问题和部分水坝倒塌后的水流问题.计算结果显示,此模型计算程序比较简单、有效,且稳定. 展开更多

关键词 溃坝波 浅水波方程 离散速度模型

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二维溃坝波传播的数值模拟 被引量：1

19

作者 邓俊杰 程正扬 包芸 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期147-150,共4页

采用附加人工粘性的显式Maccormack格式求解二维浅水方程,并对人工粘性加上开关函数,建立了模拟大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型。用该模型预测了矩形河道中堤坝瞬间局部溃倒后8 min的洪水演进过程,得出了水面线和流场分... 采用附加人工粘性的显式Maccormack格式求解二维浅水方程,并对人工粘性加上开关函数,建立了模拟大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型。用该模型预测了矩形河道中堤坝瞬间局部溃倒后8 min的洪水演进过程,得出了水面线和流场分布,并对溃坝洪峰到达时间和最大淹没水位的沿程分布作了分析。 展开更多

关键词 二维流场 溃坝 溃坝波

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总变差不增差分格式计算一维、二维溃坝波 被引量：3

20

作者 陶建华 张卫东 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1993年第1期7-15,共9页

用近年来发展的处理空气动力学中激波间断的一类高分辩率格式-总变差不增格式(total variation nonincreasing scheam,简称TVNI)计算一维和二维渍坝波。在TVNI格式中考虑了底摩擦项(非齐次项),研究了糙率对模拟渍坝波的影响。一维的计... 用近年来发展的处理空气动力学中激波间断的一类高分辩率格式-总变差不增格式(total variation nonincreasing scheam,简称TVNI)计算一维和二维渍坝波。在TVNI格式中考虑了底摩擦项(非齐次项),研究了糙率对模拟渍坝波的影响。一维的计算结果与Stoker分析解和Lax—Wendroff格式解进行了比较,可以看出TVNI格式具有分辩率高、计算简单的优越性。二维计算采用了对称的方向分裂算法。 展开更多

关键词 总变差不增 溃坝波 水动力学

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