MIKE-使用说明

1基本参数与设置
1.1 Mike 21 Flow Module
Mike 21流体模型用来模拟二维自由表面流。适用于水平尺度远大于垂向尺度,垂向流速和垂向加速度可以忽略时,湖泊、河口、海湾、海岸和海洋的水动力、环境现象的模拟。共分为4个模块:
水动力模块Hydrodynamic食蚜斑腹蝇;
平流扩散模块(Advection-Dispersion)
泥沙输运模块(Mud Transport)
生态过程模块(ECO Lab)。
其中,水动力模块是基础,为其他三个模块的计算提供动力。泥沙输运模块可以用来模拟波流共同作用下粉砂、淤泥和粘土的冲刷、输移与沉降。
适用范围:矩形网格。
1.2 MIKE 21/3 Coupled Model FM
MIKE 21/3耦合流体模型是海岸河口地区精确的动态模拟系统,包括以下模块:
水动力模块Hydrodynamic Module
输运模块Transport Module
生态过程、溢油模块ECO Lab/Oil Spill Module
淤泥输运模块Mud Transport Module
粗砂输运模块Sand Transport Module瑞利分布
粒径追踪模块Particle Tracking Module
波谱模块(Spectral Wave Module
运动控制
其中水动力模块与波谱模块最基本的两瑞意恒动种
伊丽莎白二世的母亲适用范围:三角网格。
1.3 求解方法
ADI算法(Alternative Direction Implicit Method):交替方向隐式方法。
把每一个时间步长分成两步进行,前半步隐式计算x方向流速分量及潮位,显式计算y方向流速分量;后半步隐式计算y方向流速分量及潮位,显式计算x方向流速分量。
1.4 Bathymetry
地形中水深采用当地平均海平面以下水深,而非海图水深,故需在海图水深上增加2.9m。
1.5 Time
指模拟的时间段,包括起始时间(simulation start time)、总步数(no. of time steps)及时间步长(time step interval)。时间步长一方面决定了结果文件的最大输出频率,另一方
面实现不同模块的同步耦合。具体计算时的时间步长则是在solution technique中定义的。
水动力、平流扩散和波谱模型的计算步数是动态的,只要满足稳定性要求即可;对于泥沙输运和水质模型,进程可能多个步长更新一回。
1.6 Solution technique
蛋白质序列对于时间积分(time integration)与空间离散(space discretization)两项,一般选作低阶快速模式(lower order,fast algorithm),这种模式没有高阶模式(higher order)计算精确;
对于平面二维计算,浅水方程泥沙输运方程和平流扩散方程的时间积分采用的是显式格式,三维计算采用的是半隐式格式(水平方向显式,竖直方向隐式)。由于使用显式计算时的稳定性要求,必须指定时间间隔(time step interval),使CFL number小于1。浅水方程、泥沙输运方程计算中,为了使所有计算点的CFL数小于临界值,使用了变时间步长,即对每一步进行细化计算
计算对泥沙输运方程的CFL数要求没有浅水方程那么严(可以大一些),因此,在泥沙输运方程计算时可以使用较大的时间步长。用户可以指定最小时间步长(0.01s)和最大时间步长10s来控制时间步数。最大时间步长(maximum time)不可超过前面“time”中定义的时间步长time step interval)
1.7 Flood and dry
即干湿判别技术,是为了提高模拟的精度。若某网格水深小于drying depth 则不参与计算,当水深大于flooding depth 时重新进入计算。
1.8 Eddy viscosity(涡粘性)
三角网格可选择两种方式:
常数涡流公式(㎡/s)
Smagorinsky公式(需指定Smagorinsky系数及最大值、最小值)。
矩形网格可选择四种方式:
忽略
每个区域给定一个常值
每个区域给定一个dfs2文件
通过Smagorinsky公式进行动态计算(用户需选择基于流速或基于通量,并指定比例因子)
1.9 Boundary conditions
水动力与波浪边界条件均为每半小时给一次,意为这半小时内全采用相同的边界条件,这样做的前提是边界条件在半小时之内基本无变化。边界条件的时间范围必须大于等于模型模拟时间,边界条件时间必与模拟时间步长对应,模型会自动根据模拟时间步长插值
潮流模型边界条件取中潮过程(2005年9月8 日2:00:00~9月9日 2:30:00)水位、流量。波浪模型波浪边界条件由东中国海大模型提供,由于波浪边界条件对关注区域影响甚微,
故可任意选取;风场为常风天6.1m/s,45°。进行潮流模型、波浪模型验证的目的是给泥沙输运模型提供边界条件,验证好的潮流模型的水位流量边界条件泥沙模型提供潮流边界条件,验证好的波浪模型出波浪场结果为泥沙输运模型提供波浪场,。
矩形网格的边界条件空间划分必须与边界网格个数一致而三角网格的边界条件插值功能,只需给出一个及以上的网格边界条件,沿线其他位置处边界条件会插值得到。
1.10 CFL number
浅水方程CFL number定义如下:
式中: h——单元中心点的总水深(total water depth);
          u,v——单元中心点x和y方向的分速度;
Δx,Δy——计算单元x向和y向的特征长度,取边界最小值
对于三角网格可采用如下形式:
泥沙输运方程CFL number定义如下:
1.11 Frequency
Frequency 是指间隔多少时间步长输出一次结果。
1.12 更换地形
次更换地形后,系统会提醒是否更新边界条件,选的话,边界条件会自动恢复为默认值,需从新导入边界条件建议选
1.13 输出结果格式
输出结果(包括水动力、泥沙)一般为半小时输出一次,因此时间间隔应设为180步。若设置过小会因内存不足导致运行中断。
1.14 Mike21与Mike21/3输出结果项差别
2Flow model
2.1 Bed resistance(床面糙率)
两种形式可供选择:谢才系数(Chezy number)与曼宁系数(Manning number)。床面糙率采用下式计算

本文发布于:2024-09-22 21:24:50,感谢您对本站的认可!

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标签:计算   模型   时间
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