MIKE 21 HD FM 水动力模型界面说明
MIKE 21 HD 模型建立教程1
MIKE 21 HD 模型建立教程1、启动界面
2、打开例子
3、基本参数设置
3.1模式设置
3.2地形设置
3.3模拟时间设置
3.4边界设置
3.5源汇项设置
3.6漫滩处理设置
4、水动力参数设置 4.1初水位
4.2边界驱动设置
4.3源汇项
4.4涡粘系数
4.5底摩擦系数
4.6波浪项
4.7风应力
4.8模型输出设置
5、计算
6.1启动
6.2选择网格图
6.3选择计算结果文件
6.4绘图属性
6.5绘图属性(水深+矢量)
6.6绘图属性(要绘图的时间步设定)
6.7绘图属性(流速矢量的设置)
6.8最终图(限于屏幕大小，分两次抓图)
6.9结语
这里只是对MIKE21 HD 的一个例子说明，帮助大家了解一下MIKE21，谈不上是什么教程，所以我把帖子命名为“初识MIKE21”。
在具体工作中的运用还需具体问题具体分析。
Ytllg
20050608。
MIKE 21 HD FM 水动力模型界面说明
2.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.3 2.4
2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11
2.12
DHI MIKE 21 Course
2.13
2.14 2.15
2.16 2.17 2.18
水工结构物 .............................................................................................................. 17 2.13.1 堰 ................................................................................................................ 18 2.13.2 涵洞 ............................................................................................................. 22 2.13.3 闸门 ............................................................................................................. 26 2.13.4 桥墩 ............................................................................................................. 27 2.13.5 涡轮机 ......................................................................................................... 29 2.13.6 组合结构物 .................................................................................................. 30 初始条件 .................................................................................................................. 30 边界条件 .................................................................................................................. 31 2.15.1 边界条件 ..................................................................................................... 31 2.15.2 一般性描述 .................................................................................................. 34 温度/盐度模块 ......................................................................................................... 35 解耦 ......................................................................................................................... 36 输出 ......................................................................................................................... 36 2.18.1 地理视图 ..................................................................................................... 36 2.18.2 输出设定 ..................................................................................................... 36 2.18.3 输出项目 ..................................................................................................... 39
MIKE21教程(2024)
在模型中考虑堤防的溃决过程，模拟溃堤后洪水的演进情况，为防 洪决策提供科学依据。
洪水风险图制作
基于洪水演进模拟结果，制作洪水风险图，标识出不同淹没深度的区 域，为洪水风险管理提供支持。
2024/1/30
28
河道整治方案评估
河道地形建模
利用MIKE21建立河道地形模型， 包括河床地形、河岸地形等，为 后续整治方案评估提供基础数据 。
简要介绍多模型耦合技术的概念、原理及其在MIKE21中 的应用。
01
耦合模型构建
详细阐述如何构建多模型耦合系统，包 括模型选择、接口设计、数据传输等关 键步骤。
02
2024/1/30
03
耦合案例分析
通过具体案例，展示多模型耦合技术 在解决实际问题中的优势和应用效果 。
35
自定义函数编写及应用举例
2024/1/30
自定义函数编写方法
介绍如何在MIKE21中编写自定义函数，包括函数结 构、语法规则、调试技巧等。
自定义函数应用举例
通过实例演示自定义函数在MIKE21模拟过程中的具 体应用，如边界条件设置、源汇项处理等。
自定义函数优化建议
提供一些优化自定义函数的建议，以提高模拟效率 和准确性。
36
拓展模块介绍及功能展示
污染物扩散模拟
MIKE21可模拟污染物在水体中的扩散过程 ，包括对流、扩散、衰减等作用。
污染源识别
通过分析模拟结果，可识别出主要污染源及 其贡献率。
2024/1/30
扩散路径分析
可追踪污染物的扩散路径，为污染防控提供 决策支持。
32
环境影响评价辅助工具
模拟预测环境影响
通过模拟预测，可评估项目对环境的影响程 度及范围。
MIKE-使用说明
1 基本参数与设置度可以忽略时，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 ）；• 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。
• 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。
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。
2.9m 。
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。
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。
MIKE-使用说明
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（Hy ｄrodyn ａmic)；• 平流扩散模块（Adve ｃti ｏｎ-Dｉspe ｒsi ｏｎ); • 泥沙输运模块(M ｕd Tran ｓport ）； •生态过程模块（E ＣO 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。
:• 水动力模块(Hydrody ｎam ｉc Ｍｏｄｕｌe ） • 输运模块(Ｔｒan ｓpo ｒｔ Mo ｄｕl ｅ)• 生态过程、溢油模块(ＥCO L ａb/Ｏil S ｐil ｌ M ｏｄule ） • 淤泥输运模块(Mud Transpor ｔ Ｍodu ｌｅ） • 粗砂输运模块(Sand T ｒanspo ｒt Mod ｕle ）• 粒径追踪模块（Ｐa ｒticle Tr ａc ｋing Modul ｅ） •波谱模块(Spe ｃｔｒa ｌ Wave M ｏｄule ）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。
Alternat ｉve Di ｒｅcti ｏn I ｍplic ｉｔ 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。
.9m 。
,包括起始时间(sim ｕlation start time ）、总步数（no. of ｔime ｓｔe ｐｓ）及时间步长(t ｉme step i ｎｔerva ｌ)。
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solu ｔion technique 中定义的。
MK21水动力模块计算操作流程【模板】
MK21水动力模块计算操作流程一、工程原始数据1、岸线数据（及工程概化轮廓线数据，.xyz）CAD中绘制后提取，一般不带高程值2、地形数据(.xyz)从CAD图形中提取实测散点X、Y坐标及高程Z二、建立项目文件（.mzp）File-new-project from folder(一般先建立好文件夹，选用此项，也可选project from template) 三、建立网格文件(.mdf)File-new-file(mike zero中的mesh generator)1、导入岸线（及轮廓线）数据Data-import boundary2、整理岸线（及轮廓线）1）岸线一条连续的岸线只能有两个端点为蓝色节点，其余为红点弧线点；对岸线进行平滑处理选中线右键，选择redistribute vertices命令，弹出如下窗口（可选择给定弧上点的数量、步长或平均分配三种方式）；2）轮廓线对工程轮廓线每条边最好单独进行平滑处理，首先将每条边的端点变为蓝色节点，选中线右键选择redistribute vertices命令。
3）绿点一个封闭区域，为自动标明绿点；选中绿点右键properties命令，弹出如下窗口4）上、下边界处理将边界二端节点边线，选中右键，properties命令，弹出如下窗口，修改边界属性，分别对上、下边界赋值大于或等于2的不同数字四、生成网格Mesh-generate mesh命令，弹出如下窗口，可选择给定单元面积、最小允许角度或最大节点数量三种方式；a一般不对三角网进行平滑处理，容易导致工程处三角网变形，节点不在轮廓线上。
b如对三角网平滑处理，smooth mesh则弹出如下窗口，勾选择弧线上的网格不参与平滑，一般要进行多次平滑至到网格不移动；五、导入地形散点数据Data-manage scatter data命令，弹出如下窗口六、地形插值Mesh-interpolate命令，弹出如下窗口，一般选默认七、导出mesh文件(mesh-export mesh)1、导出可用于计算的网格文件(.mesh)2、导出糙率文件（.dfsu）八、建立模型(.m21fm)1、生成模型文件，File-new-file命令，mk21文件夹，弹出如下窗口2、模型设置1）计算域2）时间3）模块选择4）水动力模块设置下面窗口定义河床糙率，可导入已有的糙率文件（.dfsu）或给定常数值初始条件：给定开始计算的水位，一般给定上下游的平均水位；边界条件：一般上边界采用流量控制（specified discharge），下边界采用水位控制（specified level）；结果输出中，时间步长（last）要与time中设置一致；九、模型验证与模拟计算1、初始条件给定河段上、下游实测水位平均值；2、边界条件上边界给定实测流量，下边界给定实测水位；3、糙率首先可对整个河段给定一个常数，一般在0.017-0.035之间，模型定义中为倒数，范围一般40-70间4、输出设置1）水位每个实测断面，给定断面中点坐标，输出水位（输出点序列）2）流速对每个断面输出流速，指定输出点数（输出线序列）3）输出验证流场（输出面序列）4）输出选项4、结果分析与处理1）对水位进行验证分析：如果计算水位偏高，一般采取从下游往上游调整糙率，减小糙率，首先保证最下游断面水位与实测值相符合，依次向上游调整；如果计算流速偏小，一般采取从上游往下游调整糙率，减小糙率，首先保证最上游断面流速与实测值相符合，依次向下游调整；2）河床糙率越大，水位雍高越明显，如果计算水位偏高，应该减小糙率；同流量下，水位越高，流速就越小，为了加大流速应该降低水位，因而要减小糙率值；3）计算结果不理想，调整局部糙率，加长计算时间进行反复计算直到验证结果合理。
MIKE21教程
MIKE21教程MIKE21是一款面向水动力学和水质模拟的软件套件，由丹麦丹-菲尼克斯（DHI）公司开发。
它是一种基于数值方法的海洋及湖泊水动力学模拟工具，广泛应用于沿海工程、河流治理、波浪和潮汐能资源研究、湖泊环境保护等领域。
本教程将介绍MIKE21软件的基本原理、使用方法和常见应用场景。
一、MIKE21概述MIKE21是一款三维水动力学软件，可以模拟海洋、湖泊、河流等多种水体环境中的水动力学过程。
其核心原理是基于求解三维流体方程组以及物质输运方程组，通过数值计算的方式模拟水体中的流动和物质传输过程。
MIKE21提供了丰富的功能模块，包括流场模拟、波浪模拟、潮汐模拟、水质模拟等，可以满足不同应用需求。
二、MIKE21安装2.双击安装文件，按照安装向导的提示进行软件安装。
3.安装完成后，打开MIKE21软件，进行注册授权操作。
三、MIKE21基本功能1.流场模拟：MIKE21可以模拟不同水体环境中的流场分布，包括海洋、湖泊、河流等。
用户可以设置边界条件、初始条件和物理参数，通过求解流体动力学方程组，得到水体中的流动分布。
流场模拟结果可用于分析水体运动规律、潮汐及波浪等因素对水体的影响。
2.波浪模拟：MIKE21可以模拟海洋及湖泊中的波浪传播和波浪影响。
用户可以设置波浪源、水深、波浪频谱等参数，通过求解波浪动力学方程组，得到波浪的传播分布和能量变化。
波浪模拟结果可用于海洋工程的设计，如海堤、海坝等的稳定性分析。
3.潮汐模拟：MIKE21可以模拟海洋及河流中的潮汐过程。
用户可以设置潮汐源、海岸线形状等参数，通过求解潮汐动力学方程组，得到潮汐的变化规律。
潮汐模拟结果可用于航运、水位预报、河口工程等方面。
4.水质模拟：MIKE21可以模拟水体中的水质变化和物质传输过程。
用户可以设置水质参数、污染源和环境条件等，通过求解水质传输方程组，得到水质的浓度分布和污染物的输运规律。
水质模拟结果可用于水污染防治、环境监测等领域。
2024版MIKE21教程
Chapter
2024/1/26
24
水质模型概述
2024/1/26
水质模型定义
水质模型是描述水体中各种物质（如营养盐、重金属、有机物等） 迁移转化过程的数学表达式。
水质模型分类
根据研究目的和对象不同，水质模型可分为河流、湖泊、水库、 近海水域等多种类型。
水质模型作用
水质模型可用于预测水体污染状况，评估水环境容量，制定水环 境保护措施等。
运行模型
进行模型试算，根据模拟结果 调整参数和边界条件，直至达 到满意的模拟效果。
20
网格划分与边界条件设置
网格类型选择
根据研究区域的特点和需 求，选择合适的网格类型， 如结构化网格、非结构化 网格等。
2024/1/26
网格分辨率确定
根据模拟精度和计算资源 情况，确定合适的网格分 辨率。
边界条件设置
文件管理
支持新建、打开、保存、另存为和关闭文件等操作。
编辑功能
提供文本编辑、格式设置、查找和替换等功能。
2024/1/26
13
界面布局与功能介绍
视图调整
支持多种视图模式，如普通视图、大纲视图和阅读视图等。
工具使用
提供拼写检查、字数统计、自动更正等实用工具。
2024/1/26
14
基本操作与快捷键使用
通过改变模型输入参数，观察模 型输出的变化，从而确定哪些参 数对模型结果影响最大。
优化算法
02
03
案例分析
采用遗传算法、粒子群优化等算 法，对模型参数进行自动调整， 以找到最优的参数组合。
结合具体案例，展示如何运用灵 敏度分析和优化算法改进模型性 能。
2024/1/26
30
mike21
01
02
定义物质成分
01
03
4
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
01
02
同水动力模块一样的精度选择
01 03
4
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
01
02
水平扩散系数
01 03
4
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
01
02
降解系数
01 03
4
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
01
02
边界条件
01 03
4
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
01
02
01
输出内容
03
4
04
常见问题
点击添加相关标题文字
MKIE21相关 文件.dfsu的处 理与修改
1
3
模型计算效率 的提升
模型溢出的处 理方法
4
02 MIKE21水动力模块讲解
模块选择及参数设置
03
02
生成解耦文件
01 03
将水动力解储存为可调用 的格式，使其他模块可以 直接调用水动力结果，可 节省大量计算时间
4
02 MIKE21水动力模块讲解
计算结果导出设置
04
02
01 03
4
在导出列表新建导出
03
MIKE21对流扩散模块讲解
03 MIKE21对流扩散模块讲解
模块选择及参数设置
03
02
降雨
01 03
蒸发
4
MIKE21中文教程
结果比较与验证
用户可以将计算结果与观测数据 或其他模型结果进行比较和验证 ，以评估模型的准确性和可靠性 。
数据可视化技巧及应用
数据可视化工具
MIKE21提供了丰富的数据可视化工具，如二维和三维图形、动画、等值线/面图等。用户可以使用这些工具来直观地 展示和分析计算结果。
数据可视化技巧
在进行数据可视化时，用户可以采用一些技巧来提高图形的可读性和美观度，如选择合适的颜色方案、添加图例和标 签、调整图形大小和比例等。
结果输出格式与查看方法
结果输出格式
MIKE21支持多种结果输出格式， 如文本文件、二进制文件、 NetCDF文件等。用户可以根据需 要选择合适的输出格式。
结果查看方法
用户可以使用MIKE21自带的后处 理工具或第三方软件（如 MATLAB、Python等）来查看和 分析计算结果。对于文本文件和 二进制文件，用户可以直接使用 文本编辑器或编程语言进行读取 和处理。
菜单栏
包含文件、编辑、视图、工具、窗口和帮助等菜单，提供 软件的基本功能和操作命令。
模型树
展示当前打开的模型结构，方便用户查看和编辑模型。
绘图窗口
用于显示和编辑模型的图形界面，支持缩放、平移、旋转 等操作。
工具栏
提供常用命令的快捷按钮，方便用户快速执行相关操作 。
属性窗口
显示当前选中对象的属性信息，并允许用户进行编辑和 修改。
边界条件设置及参数调整
边界条件类型
MIKE21模型的边界条件包括开边界和闭边界两种类型。开边界通常设置在模型的入流和 出流处，用于模拟水流的流入和流出；闭边界则设置在模型的内部，用于模拟水域的封闭 性。
边界条件设置方法
在设置边界条件时，需要根据实际情况选择合适的边界条件类型，并设置相应的参数，如 水位、流量、流速等。对于开边界，还需要设置相应的外海或上游水位过程线或流量过程 线。
MIKE_21界面参数
干湿动边界处理
Hdry; Hflood; Hwet;
A,干单元：H<Hdry;且无湿边； A,网格冻结； 网格单元的三种状态： B,半干半湿：1，Hdry<H<Hwet； B,只计算连续性方程， 或者，2，H<Hdry,但有一个边是 不计算动量方程； 湿边； C,连续性方程+动量 C,湿单元： H>Hwet 方程都计算
MIKE 21界面参数介绍
Domain---计算域
导入预先做 好的Mesh 地形文件
最小水深截断值：地形大于此 值者用截断值代替
基准面转化：+1代表所有网 格地形值减去1
网格重新排序：目的是优化内存分配，提高计算 速度；会导致计算结果中网格次序与原始地形网 格编号不一致； 计算域划分个数：并行计算使用
蒸发与降水
目的： 考虑由于降雨引起的 水量增加； 降雨强度；
波浪辐射应力
目的： 考虑波浪破碎引起的 沿岸流； 来源： 波浪模型BW,SW和 PMS;
源汇项
目的： 排放口，河流入流等； 位置 简单源： 仅考虑水量； 标准源： 同时考虑水量和流速； 源和汇： 正为入流---源； 负为出流---汇；
模型设置文 件
结果输出
二维结果输出； 物质量守恒统计； 输出断面流量；
输出点序列； 输出线序列； 输出面序列；
输出结果起始时 间步以及频率
输出参数
水位； 静水深； 总水深； X方向流速； Y方向流速； X方向通量； Y方向通量；
合成总流速；Biblioteka 流向； X方向风速； Y 方向风速； 空气压力； 降水； 蒸发； 拖曳系数； 涡粘系数； CFL数； 收敛角度；
湿边定义：
密度驱动流：斜压与正压
MIKE 21 水动力模块中文教程
MIKE 模型—水利数值模拟计算技术应用教程
被推荐为河流、湖泊、河口和海岸水流的二维仿真模拟工具。
1.3 水动力模块原理
1.3.1 控制方程
雷诺
纳维耶斯托克斯方程
模型是基于三向不可压缩和 Reynolds 值均布的 Navier-Stokes 方程，并服从 于 Boussinesq 假定和静水压力的假定。
1.2 MIKE 21 软件特点
（1）用户界面友好，属于集成的 Windows 图形界面； （2）具有强大的前、后处理功能。在前处理方面，能根据地形资料进行计 算网格的划分；在后处理方面具有强大的分析功能，如流场动态演示及动画制作、 计算断面流量、实测与计算过程的验证、不同方案的比较等； （3）多种计算网格、模块及许可选择确保用户根据自身需求来选择模型； （4）可以进行热启动，当用户因各种原因需暂时中断 MIKE21 模型时，只 要在上次计算时设置了热启动文件，再次开始计算时将热启动文件调入便可继续 计算，极大地方便了计算时间有限制的用户； （5）能进行干、湿节点和干、湿单元的设置，能较方便地进行滩地水流的 模拟； （6）具有功能强大的卡片设置功能，可以进行多种控制性结构的设置，如 桥墩、堰、闸、涵洞等； （7）可广泛地应用于二维水力学现象的研究，潮汐、水流，风暴潮，传热、 盐流，水质，波浪紊动，湖震，防浪堤布置，船运，泥沙侵蚀、输移和沉积等，
3
MIKE 模型—水利数值模拟计算技术是一个专业的工程软件包，用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海 岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境。MIKE 21 为工程应用、海岸管理及规划提 供了完备、有效的设计环境。高级图形用户界面与高效的计算引擎的结合使得 MIKE21 在世界范围内成为了一个水流模拟专业技术人员不可缺少的工具。
mike21使用手册
mike21使用手册Mike21是一款广泛使用的有限元分析（FEA）软件，它可以帮助工程师和设计师在各种工程领域中进行复杂的结构和流体分析。
以下是一个Mike21使用手册的简要概述，以帮助您了解如何使用该软件。
一、软件安装与启动1.下载并安装Mike21软件。
确保您的计算机满足软件的系统要求。
2.启动Mike21软件。
在开始菜单中找到Mike21程序，双击打开。
二、创建新项目1.在Mike21主界面中，选择“文件”菜单，然后选择“新建”选项。
2.在弹出的对话框中，选择您要创建的项目类型（例如结构分析或流体分析）。
3.输入项目名称和保存路径，然后点击“确定”。
三、创建模型1.在Mike21主界面中，选择“模型”菜单，然后选择“创建”选项。
2.在弹出的对话框中，设置模型的单位和网格尺寸。
3.根据您的需求，选择合适的网格类型（例如四面体网格或六面体网格）。
4.在绘图区域中，使用鼠标和键盘进行模型的创建和编辑。
四、材料属性定义1.在Mike21主界面中，选择“材料”菜单，然后选择“定义”选项。
2.在弹出的对话框中，输入材料的弹性模量、泊松比、密度等属性。
3.根据需要，为材料添加其他属性（例如热传导系数、屈服强度等）。
五、边界条件和载荷定义1.在Mike21主界面中，选择“边界条件”菜单，然后选择“定义”选项。
2.在弹出的对话框中，为模型定义边界条件（例如固定约束、自由约束等）。
3.选择“载荷”菜单，然后选择“定义”选项。
在弹出的对话框中，为模型定义载荷（例如集中力、压力等）。
六、求解设置与运行1.在Mike21主界面中，选择“求解器”菜单，然后选择“设置”选项。
2.在弹出的对话框中，设置求解器的类型、迭代次数等参数。
3.点击“运行”按钮，开始进行求解计算。
在计算过程中，您可以在主界面中查看计算进度和结果。
七、结果后处理与输出1.在Mike21主界面中，选择“结果”菜单，然后选择“后处理”选项。
2.在后处理界面中，查看模型的变形、应力分布等结果。
MIKE-21-HD-FM水动力模型逐步练习实例教学文案
M I K E-21-H D-F M水动力模型逐步练习实例MIKE 21 HD FM水动力模型逐步培训教程目录1概述 (1)1.1工程背景 (1)1.2练习实例的目的 (1)2创建计算网格 (2)2.1创建网格前需要注意的问题 (2)2.2创建ØRESUND的计算网格 (3)2.2.1由原始的xyz数据生成mdf文件 (4)2.2.2三角边界的调整 (7)2.2.3模拟区域的三角划分 (8)3创建MIKE 21 FM水动力模型的输入条件 (13)3.1生成水位边界条件 (13)3.1.1把测量水位导入时间序列文件 (14)3.1.2创建边界条件 (19)3.2初始条件 (22)3.3风力作用 (22)4MIKE 21 FM模型搭建 (23)4.1FM模型 (23)4.2模型率定 (37)4.2.1实测水位 (37)4.2.2实测流速 (38)4.2.3模拟与实测结果比较 (39)概述本实例是连接丹麦和瑞典的跨海(Øresund)工程。
图 1.1 Sound (Øresund), 丹麦工程背景1994年，哥本哈根和马尔默(Malmö)开始了连接丹麦和瑞典隧道和桥梁的改造项目。
该项目执行了严格的环境要求，即隧道和桥梁项目对波罗的海的环境不产生任何影响。
这样的要求意味着桥梁和隧道设计的阻流作用小于0.5%，同理，溢流和排放的最大流量也要得到控制。
为了达到环境的要求和监理工程施工，建立了一个主要的监测程序。
整个监测程序包括40多个水文测站，收集水文、盐度、温度和流场数据。
另外还为ADCP的船载测站和CTD等固定站点进行了广泛的补充测量。
监测程序最初于1992年开始并一直持续到本世纪。
由于Øresund海域天然水文的多样性和多变性，连接工程的阻流作用只能通过数值模型来评价。
而且，Øresund的情况需要一个三维模型。
所以，利用DHI的三维模型，MIKE 3对Øresund整个海域进行模拟，并在其中设置嵌套模型，网格尺寸水平方向由连接工程附近的100米到Øresund 较远海域的900米，垂直方向网格尺寸是1米。
MIKE-使用说明
1 基本参数与设置度可以忽略时，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 ）；• 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。
• 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。
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。
2.9m 。
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。
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。
MIKE-使用说明
期验证时要修改水深，因为使用的地形来自测图水深，为可能发生最小值，因此可适当增加水深。 2.2 Initialconditions（初始条件）
三角网格时 可选择初始潮位或初始水深、流场，dfsu 或 dfs2 文件均可，围必须覆盖模型区域。当只有一个时间 步，就直接作为初始条件，当有多个时间步时，起始时间必须在第一步与最后一步之间，便于进行插值。 矩形网格时 可将每个区域的初始水位设置成定值或给定 dfs2 文件。初始水位必须与边界条件相符合，例如边界 条件初始值为 0.5m，则初始水位也应在 0.5m 附近。
其中，水动力模块与波谱模块是最基本的两种。 适用围：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 各组泥沙初始含沙量，及其在每一床层（一般为 1 层）的百分比； ○2 各组泥沙沉速，可考虑絮凝沉降或受阻沉降情况。
页脚
4.5 Bed shear stress（床面切应力）
决定泥沙起动的关键是床面切应力的大小，在模型中，床面切应力采用以下公式进行计算[2]：
1）当只有水流时，床面平均切应力：
泥沙粒径的差别，这与利用挟沙力理论推求航道回淤时含沙量公式中没有考虑泥沙粒径相似[4]，那么粒径 组是以什么划分的？与干密度有关。 initial bed thickness 指每一层床面的厚度；initial fraction distribution in bed 为每一种粒径组在每一层床面所占的百分比。
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2.2
2.3 2.4
2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11
2.12
DHI MIKE 21 Course
2.13
2.14 Leabharlann .152.16 2.17 2.18
水工结构物 .............................................................................................................. 17 2.13.1 堰 ................................................................................................................ 18 2.13.2 涵洞 ............................................................................................................. 22 2.13.3 闸门 ............................................................................................................. 26 2.13.4 桥墩 ............................................................................................................. 27 2.13.5 涡轮机 ......................................................................................................... 29 2.13.6 组合结构物 .................................................................................................. 30 初始条件 .................................................................................................................. 30 边界条件 .................................................................................................................. 31 2.15.1 边界条件 ..................................................................................................... 31 2.15.2 一般性描述 .................................................................................................. 34 温度/盐度模块 ......................................................................................................... 35 解耦 ......................................................................................................................... 36 输出 ......................................................................................................................... 36 2.18.1 地理视图 ..................................................................................................... 36 2.18.2 输出设定 ..................................................................................................... 36 2.18.3 输出项目 ..................................................................................................... 39
MIKE 21 HD FM 水动力模型界面说明
目 录
1 1.1
1.2 1.3 2 2.1
基本参数 .................................................................................................................... 1 模型范围(DOMAIN) ..................................................................................................... 1 1.1.1 网格及地形(Mesh and Bathymetry)............................................................... 1 1.1.2 模型范围设定 ................................................................................................ 1 1.1.3 边界名称(Boundary names) .......................................................................... 2 1.1.4 GIS 背景 (GIS background) ......................................................................... 3 时间步长(TIME) .......................................................................................................... 3 1.2.1 备注与提示 .................................................................................................... 3 模块选择 .................................................................................................................... 3 水动力模块(HYDRODYNAMIC MODULE) ................................................................ 4 求解格式(SOLUTION TECHNIQUE) ................................................................................ 4 2.1.1 CFL 数(CFL number) .................................................................................... 4 2.1.2 备注与提示 .................................................................................................... 5 干湿边界(FLOOD AND DRY) ......................................................................................... 5 2.2.1 一般性描述 .................................................................................................... 5 2.2.2 推荐值 ........................................................................................................... 6 2.2.3 备注与提示 .................................................................................................... 6 密度(DESNSITY) ......................................................................................................... 6 2.3.1 建议 ............................................................................................................... 7 涡粘系数(EDDY VISCOSITY) ........................................................................................ 7 2.4.1 水平涡粘系数 ................................................................................................ 7 2.4.2 一般性描述 .................................................................................................... 7 2.4.3 推荐值 ........................................................................................................... 8 2.4.4 备注与提示 .................................................................................................... 8 底床摩擦力(BED RESISTANCE) ................................................................................... 8 2.5.1 推荐值 ........................................................................................................... 9 科氏力(CORIOLIS FORCE) ......................................................................................... 10 风场(WIND FORCING) ............................................................................................... 10 冰盖 ......................................................................................................................... 12 引潮势(TIDAL POTENTIAL) ......................................................................................... 13 降雨蒸发 .................................................................................................................. 14 波浪辐射应力 .......................................................................................................... 15 2.11.1 建议 ............................................................................................................. 16 2.11.2 备注与提示 .................................................................................................. 16 源 ............................................................................................................................ 16 2.12.1 源汇项设定 .................................................................................................. 16