文档介绍：1 基本参数与设置 M ike 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(H ydrodynamic ); ?平流扩散模块(A dvection-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。 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 ) ?粒径追踪模块( Particle Tracking Module ) ?波谱模块( Spectral Wave Module ) 其中, 水动力模块与波谱模块是最基本的两种。适用范围:三角网格。 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。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 m。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,另一方面实现了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。 Mike 21 Flow Module MIKE 21/3 Coupled Model FM 求解方法 B athymetry T ime 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。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。在浅水方程、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,即对每一步进行了细化计算。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( s )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 )。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。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 dfs 2 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) 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的时间, 边界条件的时间步长不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