MIKE21FM 非结构网格模型界面说明

使用者可以根据需要选择一个或多个模块使用，但是水动力 (Hydrodynamic)模块始终是必需的。
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2 水动力模块（HYDRODYNAMIC MODULE）
水动力模块可针对不同的外力和边界条件计算得到水流和温盐分 布。温度和盐度的变化对斜压影响也在模块中被设定，但其在水 动力模块的影响并不是主要的。
1.1.1 网格及地形（Mesh and Bathymetry）
此处要输入的网格地形要在在 MIKE ZERO 的 Mesh Generator 中 生成(*.mesh)文件。MIKE ZERO 的 Mesh Generator 是一个非结构 网格生成器，可以用来生成，编辑网格及定义边界条件。 Mesh Generator 生成的 Mesh 文件是一个 ASCII 文件，其中包含 每个网格点的地理坐标位置和高程，以及单元之间的拓扑关系。
2.1 求解格式（solution technique）
模型计算时间和精确性取决于计算数值方法所使用的格式精度。 模型计算可以使用低阶（一阶精度）或是高阶（二阶精度）的方 法。低阶方法计算快但计算结果但精确度较差，高阶的方法计算 精度高但速度较慢。更多关于数值计算方法的细节，请参考科学 算法背景手册。 浅水方程的时间积分和传输(扩散)方程是使用显式法。因为显式 法的限制，为了维持模型的稳定 ，时间间隔的选定必须使 CFL number (p.27)小于 1。一个可变动的时间范围用以测试所有网格点 CFL number 是否满足此一限制。通常在传输方程式中 CFL number 的设定限制会小于浅水方程的限制。传输方程使用的时间 间距会比浅水方程所使用的大。因此用户可以设定最大及最小时 间步长。传输方程式的时间间距以基于全时间间距作变动，浅水 方程的时间间距可以基于传输方程来作变动。
MIKE21FM 非结构网格模型界面说明 1 基本参数
1.1 模型范围（Domain）
MIKE21 Flow Model FM 是一个基于不规则网格的模型。 地形网格影响是模型精度的第一要素。设定网格的工作包含选择 适当的区域，适当的解析度，以及适当的波浪，风，流边界等资 料。再者，地理空间上的解析度选择也必须满足于模型稳定性的 要求。
1.2.1 备注与提示
Figure1.3 说明了 MIKE21 Flow Model FM 的主时间步长和各模块 所使用的局部时间步长的关系。
Figure 1.3 主时间步长和局部时间步长的关联比较
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水动力模块(Hydrodynamic)，扩散模块(Advection-dispersion), 波谱 模块(Spectral Waves)，在满足模型稳定不发散的前提下，可以基 于主时间步长对局部时间步长做改变。 各个模块运算时会在主时间步长和模型作数据交换，举例来说对 流扩散模块(Advection-dispersion)会在每个主时间步长和模型作交 换，而 Sand Transport 和 ECOLab 模块则可以在每两个主时间步 长和模(-2m)代表水深增加(减少)2m。 网格分解(Mesh decomposition) 重新编列单元号和信点号，以增进数值方法的运算成果，这可以 最优化内存的存取，并有效地提高计算速度。
当使用这一项功能时，输出的文件中会使用新的编号资 料，而不是 mesh 文件上的旧资料。 网格分解技术可以提高数值格式的性能，用户需要指定分区域的 总数。如果网格同时也进行了 reordering，那么重新排序会在子区 域层面进行。
1.1.2 模型范围设定
地图投影(Map Projection) 如果 mesh 文件是由 Mesh Generator 生成的，那么其中已包含地图 投影信息，并会在用户界面中显示。如果 mesh 文件上没有设定 地图投影信息，那用户就必须为 mesh 文件选定适当的地图投 影。 最小截断深度（Minimum depth cutoff） 最小截断深度是指所有高于此值的高程点，将会在计算过程中被 忽略。请注意，在 mesh 文件中，水深的设定是负值。 如同时应用了 Datum shift 功能，那么截断深度是相关于应用 Datum shift 校正后的深度。 举例来说在一个范围介于+2 m 到 -20m 的 mesh 文件。设定一个基 准面调整值，如增加+1m（即水深增加 1m）。于是调整后的地形 数据介在+1m 到-21m 间。如果设定的 minimum depth cutoff 为2m，地形数据范围便成-2 m 到 -21m。 1
基准面调整(Datum Shift) 在模型中可以对基准面作调整。如海图基准(CD)，最低天文潮 (LAT)或平均海平面(MSL)来取代使用实际的基准。 将要调整的高度输入在 Datum Shift 中，可以免去改变整个 Mesh 文件的麻烦。如果不需改动地形文件的基准，可以在 Datum Shift 中设定 0。
Figure 1.2 在 mesh 文件中，改变预设的边界名称为易于记忆的名称
1.1.4 GIS 背景 (GIS background)
如果在本机已安装 ESRI ArcMap，那么用户会有一个选项可导入 GIS 图层文件 (.lyr) 为背景。这个图层文件将会被投影在使用者所 选定的地图投影中。
1.2 时间步长 (Time)
在本对话框中需要指定模拟所覆盖的时间段。需要输入的有 ：开 始时间（Simulation start date），时间步数(overall No. of time steps)，以及以秒为单位的主时间步长(overall time step interval)。 需要注意的是，此处的时间步长不是真正的计算时间步长，它是 计算输出的频率。用于协调不同模块之间的信息交换。
1.3 模块选择
MIKE21 Flow Model FM 包含多个模块，使用者可依照需求做选 择： • • • • • Transport (对流扩散模块) ECOLab (水质水生态模块) Mud Transport (粘性泥沙模块) Particle Tracking（粒子追踪模块） Sand Transport（非粘性泥沙模块）
1.1.3 边界名称(Boundary names)
使用 MIKE ZERO MESH GENERATOR 生成网格后，需要设定每 个边界的边界代号(boundary code)如 Figure1.1 所示。
Figure 1.1 在 Mesh Generator 中设定边界代号
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在这个例子中，有 code2，code3，code4 三个开边界。在边界命名 的对话框中，你可以重新命名边界名称，如 Figure 1.2，把名称改 变为易于记忆的标志。