Mike 21 軟件學(xué)習(xí)

1、Mike 21 軟件學(xué)習(xí)前言本次練習(xí)通過操作mike21軟件來模擬一個(gè)簡單的水動力模型并進(jìn)行分析，主要目的是熟悉mike21軟件在計(jì)算網(wǎng)格的劃分、計(jì)算參數(shù)的選取及敏感性分析、邊界條件的處理、計(jì)算結(jié)果的處理及分析方面的操作使用。第一章 模型計(jì)算范圍和網(wǎng)格劃分 本文選取一段簡單的彎道河流進(jìn)行模擬分析，模型長約9500m，寬約2500m。最大網(wǎng)格面積30000m2，三角形網(wǎng)格最小角度為30度，生成網(wǎng)格如圖1-1。其中節(jié)點(diǎn)數(shù)目為817、網(wǎng)格數(shù)目為1464。圖1-1彎道河流段網(wǎng)格劃分取等水深30m，生成圖1-2 地形圖。圖1-2 地形圖第二章 計(jì)算參數(shù)1、時(shí)間參數(shù)計(jì)算時(shí)長24小時(shí)時(shí)間步數(shù)：1440時(shí)間步

2、長：60s2、求解方式采用低階快速計(jì)算方式，最小時(shí)間步取0.01s，最大時(shí)間步取60s臨界克拉系數(shù)取0.8。3、干濕判別4、水密度5、渦粘系數(shù)6、底摩阻7、柯西力考慮地球偏轉(zhuǎn)力，以長江某河段為參考，取北緯30度。8、不考慮風(fēng)應(yīng)力、冰覆蓋率、潮汐、降水量、波浪輻射應(yīng)力、源匯項(xiàng)和結(jié)構(gòu)物影響9、初始條件 設(shè)初始水面高程為0m。10、邊界條件 左開邊界Code2為上游邊界，初始水位高程為4m；右開邊界Code3為下游邊界，初始水位高程為-4m。第三章 計(jì)算結(jié)果分析 圖3-1到3-6分別是500min時(shí)模型水體平穩(wěn)后水面高程、水體水平流速、水體豎直流速、流體流向和流場情況。圖3-1 水面高程圖 水面初始

3、高程為0m，左邊界水面初始高程為4m，右邊界水面初始高程為-4m，由于存在水頭差，模擬開始后水流從左邊界流向右邊界，水流平穩(wěn)后，由左至右的水頭呈階梯狀下降，如圖3-1所示。圖3-2 水平流速分布圖圖3-3 豎直流速分布圖圖3-4 流體速度分布圖圖3-5 流體流向圖圖3-6 流場圖圖3-7 河道中心點(diǎn)（15,330）潮位圖從河道中心潮位圖可以看出，一個(gè)小時(shí)后，潮位趨于一個(gè)常值，為了更好分析潮位，只選取前80個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，得出圖3-8.圖3-8 河道中心點(diǎn)（15,330）潮位圖從圖3-8 河道中心點(diǎn)（15,330）潮位圖可以看出，模擬開始后，水流從上游涌來，在河道中心點(diǎn)（15,330）產(chǎn)生垂蕩作

4、用，水位升高，最后水面高程趨于1.45m。水體平穩(wěn)后，水面平穩(wěn)，波浪很小。第四章 計(jì)算參數(shù)敏感性分析4.1 渦粘系數(shù)取0.8（原0.28），其他參數(shù)不變。圖4-1 水面高程圖圖4-2 水平流速分布圖圖4-3 豎直流速分布圖圖4-4 流體速度分布圖圖4-5 流體流向圖圖4-6 流場圖圖4-7 河道中心點(diǎn)（15,330）潮位圖 渦粘系數(shù)為0.8時(shí)跟渦粘系數(shù)為0.28對比得出，水面高程、水體水平流速、水體豎直流速、流體流向、流場和特征點(diǎn)潮位變化很小，可以忽略渦粘系數(shù)的影響。4.2 底摩阻曼寧系數(shù)取80（原32），其他參數(shù)不變。圖4-8 水面高程圖圖4-9 水平流速分布圖圖4-10 豎直流速分布圖圖4-11 流體速度分布圖圖4-12 流體流向圖圖4-13 流場圖圖4-14 河道中心點(diǎn)（15,330）潮位圖曼寧系數(shù)為80時(shí)跟曼寧系數(shù)為32對比得出，水面高程、水體水平流速、水體豎直流速和特征點(diǎn)潮位變化較大，流體流向和流場變化較小。曼寧系數(shù)是綜合反映河流壁面粗糙情況對水流影響的一個(gè)系數(shù)，曼寧系數(shù)越大，河床越粗糙，對水流影響越大，消耗水體能量越多，壅高水位，所以河道中心特征點(diǎn)水位升高。4.3 柯西力 不考慮柯西力存在時(shí)。圖4-15 水面高程圖圖4-16 水平流速分布圖圖4-17 豎直流速分布圖圖4-18 流體