mike21fm網(wǎng)格生成器中文教程

1、MIKE21FM 網(wǎng)格生成器培訓(xùn)教程 17 簡介 1 17.1 概念 2 17.2 邊界定義 3 18 開始 3 18.1 介紹 3 18.2 數(shù)據(jù)位置 4 18.3 步驟1-建立一個工作區(qū)域 4 18.4 步驟2-導(dǎo)入模型邊界線 5 18.5 步驟3-編輯陸地邊界線 7 18.6 步驟4-定義開邊界 9 18.7 步驟5-生成網(wǎng)格 9 18.8 步驟6-對陸地邊界進行光滑處理 10 18.9 步驟7-網(wǎng)格地形插值 12 18.10 步驟8-對網(wǎng)格進行光滑處理 15 18.11 步驟9-使用多邊形來控制節(jié)點密度 15 MzGeneric.pdf手冊中MeshGenerator部分 17簡介 網(wǎng)

2、格生成器（meshgenerator）為制作三角網(wǎng)格提供了工作平臺 創(chuàng)建合理的網(wǎng)格是模型獲得可靠結(jié)果的重要條件?；贛IKEZero之上的MIKE21FlowModelFM,MIKE3FlowModelFM和MIKE21SpectralWaveModelFM,都是以三角網(wǎng)格為基礎(chǔ)的。 圖17.1全球模型的陸地/海洋邊界 網(wǎng)格的生成包括選擇適當?shù)哪M范圍，確定地形網(wǎng)格的分辨率，考慮流場，風場和波浪場的影響，為開邊界和陸地邊界確定邊界代碼。止匕外，在考慮穩(wěn)定性的前提下，確定地理空間的分辨率。 生成網(wǎng)格文件可以使用MIKEZero網(wǎng)格生成器。網(wǎng)格文件是一個ASCII文件（擴展名 *mesh）,其中包

3、括地理位置信息和在網(wǎng)格中每一個節(jié)點的水深。文件還包括三角形的節(jié)點連通性信息。所有關(guān)于生成網(wǎng)格文件的配置信息都在網(wǎng)格定義文件（擴展名*.mdf）中, 文件可以被修改和再利用。 網(wǎng)格生成器的功能包括從不同的外部信息源（例如.XYZ水深點，XY空值線，MIKE21矩形網(wǎng)格地形，MIKEC-MAP據(jù)）輸入原始數(shù)據(jù)，或是用內(nèi)置的制圖工具手動創(chuàng)建地形數(shù)據(jù)。用戶可以在網(wǎng)格生成器中導(dǎo)入背景圖片，例如地圖，在數(shù)據(jù)編輯時使用它們，或用來提高圖形的后處理效果。 18.4 概念 網(wǎng)格生成器的使用不斷地圍繞著節(jié)點（node）,頂點（vertice）,弧線（arc）和多邊形（polygon）的操作。因此，了解這些概念的含

4、義是非常重要的。 節(jié)點定義了一個弧的開始和結(jié)束。一個封閉的弧只有一個節(jié)點，開放的弧有兩個節(jié)點。 弧的內(nèi)部點叫做頂點，主要用于弧的定位。 一個弧是由許多線段組成的，組成弧的主要要素是頂點（零個或多個）和節(jié)點（一個或兩個）。 多邊形是一個閉合的環(huán)，它由一個封閉的弧線，或兩個或多個打開的弧線組成。多邊形不需要用戶特別定義，當封閉一個或一組弧線時會自動產(chǎn)生一個多邊形。一個多邊形可以被定義為一個區(qū)域（Zone）,區(qū)域的名稱由用戶給出。通過定義區(qū)域，多邊形可以被包含入或是排除出模擬區(qū)域。實際上，網(wǎng)格生成器的工作區(qū)域最終應(yīng)該生成的是一個大的多邊形，這個大多邊形確定了區(qū)域的范圍和內(nèi)部的小多邊形，這些小多邊形確

5、定了區(qū)域范圍內(nèi)的陸地子區(qū)域。 圖17.2網(wǎng)格生成器的概念 注意：模型區(qū)域（DomainArea）和工作區(qū)域（WorkspaceArea）是不同的概念，模型區(qū)域是指使用數(shù)學(xué)模型所要模擬的實際空間范圍，工作區(qū)域是指網(wǎng)格生成器內(nèi)進行網(wǎng)格操作的工作范圍。模型區(qū)域是工作區(qū)域的一個子集。 網(wǎng)格生成器的應(yīng)用包括三個階段: 1、確定模型邊界-閉合邊界（陸地-海洋）和開邊界（參見BoundaryDefinitions）用戶可以通過導(dǎo)入陸地-海洋邊界文件，或是在工作空間范圍內(nèi)手動操作生成模型邊界。 2、如果你對模型的邊界滿意，此時就可以生成一個與水深無關(guān)的網(wǎng)格。你可以通過控制三角形最大面積、三角形最大扭曲度，區(qū)域

6、最大節(jié)點數(shù)來控制三角形的生成。 3、最后，按照單元中心的水深值，程序會進行網(wǎng)格稀疏的自動調(diào)整。當然，這需要用戶導(dǎo)入水深信息。你可以在工作空間范圍內(nèi)定義多個獨立的多邊形，每一個多邊形的網(wǎng)格細化都可以是獨立的。 18.5 邊界定義 用戶使用點的屬性參數(shù)來區(qū)分陸地邊界和開邊界。定義點的屬性參數(shù)操作如下：選擇一個節(jié)點（或多個），右擊并選擇屬性。從PointProperties對話框中添加節(jié)點屬性值，如圖 18.6 所示。 圖17.3確定節(jié)點屬性值 字段屬性的具體數(shù)值是無關(guān)緊要的（在對話框中字段被標注為a）。這些值被用來區(qū)分網(wǎng)格中不同的開邊界。在模型搭建過程中，用戶需要把網(wǎng)格制作中定義的數(shù)值和具體的開邊

7、界聯(lián)系起來。對于閉邊界（水陸邊界），統(tǒng)一使用1。 注意：當生成網(wǎng)格時，網(wǎng)格生成器默認所有的邊界都是陸地邊界。所以，你需要為所有的開邊界手動定義屬性值。 提示：可以選一個弧并確定弧的屬性值，這個屬性將應(yīng)用于弧上所有的點（頂點和節(jié) 點）0 18開始 介紹 本章簡短地介紹了如何使用網(wǎng)格生成器 （MeshGenerator） 來生成網(wǎng)格地形。 下面的例子將通過Funningsfjord網(wǎng)格實例向用戶演示如何生成一個網(wǎng)格地形。 這個例子包含以下步驟: 建立一個工作區(qū)域 導(dǎo)入模型邊界線 編輯陸地邊界線 定義開邊界 生成網(wǎng)格 對陸地邊界進行光滑處理 網(wǎng)格地形插值 對網(wǎng)格進行光滑處理 使用多邊形來控制節(jié)點密度

8、 數(shù)據(jù)位置 例子中用到的數(shù)據(jù)文件位于默認的安裝位置，即： c:ProgramFilesMIKEZeroExamplesMIKE_ZeroMeshEdit文件夾. 步驟1-建立一個工作區(qū)域 從MIKEZero文件菜單中選擇NewM后選擇MeshGenerator0用戶必須在Mesh Generator創(chuàng)建工作區(qū)域之前對要操作的網(wǎng)格的投影進行定義。 開始程序會提示輸入投影設(shè)置，如圖18.1所示 注意：如果你想使用UTM標投影的話，必須輸入一個UTMC號。t#參見ReferenceGuide來對了解如何選擇UTKo 請選擇UT坪標投影并且輸入30乍為UT陋號 123456789123456789 K

9、R.驟驟驟驟驟驟驟驟驟步步步步步步步步步 圖18.1工作區(qū)域投影 MeshGenerator會創(chuàng)建一個工作區(qū)域，然后你就可以初始化mesh勺創(chuàng)建過程 步驟2-導(dǎo)入模型邊界線 模型邊界包含兩個種類： 陸地和水之間的邊界，稱之為陸地邊界。 模型模擬時，應(yīng)用邊界條件（水位，流量變化或者波譜）的地方。這些邊界被 稱之為開邊界。 定義模型邊界最簡便的方法是通過使用MIKEC-MAPMIKEC-MA灌一個包含全球所有海洋水深和陸地-水邊界的數(shù)據(jù)庫。你可以在MIKEC-MA呻對一個特定區(qū)域進行放大，并將陸地-水邊界和水深倡導(dǎo)出到MeshGenerator進行使用。 在這個例子里面，使用了從MIKEC-MAP

10、!面導(dǎo)出的兩個數(shù)據(jù)文件： Land.xyz,定義陸地邊界 Water.xyz,定義區(qū)域內(nèi)一系列點的水深 圖18.2顯示了提取數(shù)據(jù)的區(qū)域。 FMrirngsord 圖18.2Funning海灣 從Data菜單里面選擇ImportBoundary,并且選擇land.xyz文件。選擇land.xyz文件后,會出現(xiàn)如圖18.3所示的BoundaryAttribute對話框。 在菜單里面你可以對land.xyz文件的布置，數(shù)據(jù)的投影和如何對數(shù)據(jù)進行內(nèi)插進行定義。ReferenceGuide提供了導(dǎo)入格式的詳細信息。 請對圖18.3中的數(shù)值進行定義。 注意：此處定義的LONG/LA投影說明在land.xy

11、z文件中的數(shù)據(jù)是緯度和經(jīng)度。Mesh Generator會將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化成在UTM-3股影坐標中的東向和北向的坐標。 網(wǎng)格生成器讀取數(shù)據(jù)文件并更新工作區(qū)域，如圖18.4顯示。 圖18.4導(dǎo)入的邊界數(shù)據(jù) 在本例中，因為我們只模擬Fjord海峽本身，所以只生成海峽內(nèi)的網(wǎng)格。從圖18.4中可以看出，模擬的圖18.3邊界屬性 UnlRltd2UnlRltd2 wmrowmro 附 加 冊4T1DD4T1DD 命加n n01:10001:100區(qū)域包括： 模型區(qū)域東北角的一個模型開邊界 沿海峽東部和西部的陸地邊界 下一步包括清理工作區(qū)域不必要的陸地-水邊界點 18.5步驟3-編輯陸地邊界線 在這一步驟中，

12、需要刪除圖18.4所示的模型區(qū)域外的所有點 首先刪除工作區(qū)左邊的點和弧線。選擇工具欄上的Deletebutton（ 選中窗口左區(qū)域中的點和弧線進行刪除。如下圖18.5所示。 691OD 6316000 65T7LOD 時E3 69150X1 14009 6913X）3 691/Od 691皿 691COGO 690EOCO 69既m 69Q7OQ3 69DECOD S9050QJ 而的El294O3JRBdL29BOLIIXDtD父2重30401113tWm 圖18.5刪除點和弧線 用戶可以畫一個矩形框住多個對象將它們快速刪除。按照下面步驟刪除工作區(qū)右上角的點和弧線：在編輯工具欄上選擇Dele

13、te鍵，按住左鍵后拖拉鼠標框中右上角的這些點 和弧線，完成后放開左鍵，這樣選中的點和弧線就被刪除了。 也可以畫出一個多邊形圈選所要刪除的點，然后按鍵盤上的Delete鍵來進行刪除。 請按如下步驟操作： 1、在編輯工具欄上選擇SelectPointfunction 2、右擊鼠標，在顯示的上下文菜單中選擇InsidePolygon 3、右擊鼠標添加polygon的角。沿著窗口左上角的陸地線畫一個多邊形橡皮擦圖標），然后 Unmied 4、雙擊鼠標左鍵，完成這個多邊形 5、按鍵盤上的Delete鍵，將多邊形中所有的點刪除 參見圖18.6。 Untitled2E919QD0:B919QD0B917CI

14、D0160006900的10DO691300051201X16911QD0押10QD0Esoggoo；S9O0ODO-Effl70D06906000-ESCSOOO 293D0029MCO29Hm29BMD30OMD30200D3WDCO30ECO0 圖18.6多邊形選擇 最終得到的陸地邊界如圖18.7所示。注意圖中以下幾點： 圖18.7中所示的陸地邊界是一個開放弧線（有兩個節(jié)點）。這是通過把所有陸地節(jié)點轉(zhuǎn)化為頂點來實現(xiàn)的。在這一過程中要確保陸地邊界上所有的洞都要封閉-這取決 于你之前是如何清空它所在的工作區(qū)的。 在模型區(qū)域右上角畫出一段新的弧線來封閉海峽。新的開邊界和陸地邊界采用相同的兩個節(jié)

15、點。這段弧線是通過選擇DrawArc工具，然后點擊海峽段兩邊的nodes來生成的。該開邊界弧線有以下兩個作用： 1、定義一個可設(shè)置邊界條件的開邊界 2、生成一個多邊形來封閉模型區(qū)域。這樣該模型區(qū)域就可以三角化了，因為只有封閉 區(qū)域（多邊形）才能被三角化。 18.6步驟4-定義開邊界 區(qū)分陸地邊界和開邊界是非常重要的。正如步驟3-邊界陸地邊界線中所描述的，圖 所示的模型區(qū)域同時有一個陸地邊界和一個開邊界。網(wǎng)格生成器將所有的邊界默認為陸地邊界。用戶必須自己將右上角的邊界定義為開邊界。 ftEditingToolbar中選擇SelectArc工具， 然后選擇OpenBoundaryArc。右擊鼠標,

16、選擇Properties.在出現(xiàn)的對話框中將ArcAttribute設(shè)為2。這樣模型模擬程序就會將屬性值為2的弧線判斷為一個開邊界。 注意：弧線-結(jié)點屬性值-的默認值都為0.當導(dǎo)出一個生成的網(wǎng)格時，所有的弧線和節(jié)點的屬性值會從0變?yōu)?。屬性值1代表了陸地邊界。因此需要用2或者更高的屬性值代表開邊界。對賦予同一邊界條件的邊界節(jié)點和弧線需使用相同的屬性值。 步驟5-生成網(wǎng)格 現(xiàn)在，用戶可以生成網(wǎng)格了。 69150UO 690900D 29B0D0 -Tim 69(4000 6913000 69T200D 69T100D G910000 690B0D 請在Mesh菜單中選擇Triangulate選項

17、，于是出現(xiàn)Triangulation的對話框。在 Triangulation對話框的Option欄中（如圖18.8所示），用戶可以通過設(shè)定參數(shù)從而控制網(wǎng)格的生成過程。 點擊Triangulate,然后點擊Generate,網(wǎng)格生成器就會自動計算并生成網(wǎng)格，如圖18.9所示。 圖18.9生成的網(wǎng)格 步驟6-對陸地邊界進行光滑處理 如果生成的三角網(wǎng)格不夠理想，譬如，靠近陸地的網(wǎng)格過小，用戶可以有多個不同的方法來修正。其中之一就是對陸地邊界進行平滑處理。 在Mesl#單中，選擇DeleteMesh選項，然后選擇LandBoundaryArc，點擊鼠標右鍵WATEflSENVIROHmENT 圖18.

18、8Triangulation 6914000 6913D0D 6912000 691100口 E310D0D 6909000 690900口 6907000 29600口290DOD3D0D0Q 并選擇Redistributevertices,就會出現(xiàn)RedistributeVertices對話框，見圖18.10o 在Redistributevertices對話框中（如圖18.10）設(shè)定參數(shù)，然后點OK注意：用戶在接受新的結(jié)果之前，應(yīng)該先預(yù)覽生成的邊界。如果地形很復(fù)雜，可能新產(chǎn)生的陸地邊界無法被模型接受。 如圖18.11所示，新生成的陸地邊界比原來的平滑。 圖18.11光滑處理后的陸地邊界 在

19、新的陸地邊界基礎(chǔ)上生成的三角網(wǎng)格如圖65150X- h，11J.Lr Bsiazncd &512J0Cr 胎I ITITTIT- - G師OCE G50m- 版JOCr iUUDU 6262- -f f 18.12所示。 圖18.10重新分布頂點對話框 注意： 新的 邊 界線 上 的點 比 原來 “ 粗糙 ” 的邊 界 線上 的 點（見圖 esusaaEguooo6913500S91300D6912500691200063116QO6911X06910500691ITO006909印口6909000M詆0090000。690750069070006906500 圖18.12陸地邊界光滑

20、處理后生成的三角網(wǎng)格 步驟7-網(wǎng)格地形插值 用戶可18.9）排列規(guī)則。 29BOOO299000300DOD 以細化網(wǎng)格， 將生成的三角形與水深關(guān)聯(lián)起來。 一般來說， 淺水區(qū)三角形要比深水區(qū)的要小。 請按照如下步驟: 1、刪除網(wǎng)格 2、用編輯工具欄的InsertPolygon工具在峽灣插入Polygon標記，使用Selecltpolygon工具，選中多邊形標記，點擊鼠標右鍵，選擇Properties。反選第一個記號框，確保該區(qū)域包含在三角化區(qū)域中。 3、生成網(wǎng)格-在Mesl#單中選擇Triangulate,菜單項 在網(wǎng)格節(jié)點插入Z值之前，必須導(dǎo)入內(nèi)插的離散數(shù)據(jù)。用Data菜單ImportSca

21、tterData,導(dǎo)入離散數(shù)據(jù)。 清選擇water.xyz文件， 指定LONG/LA投影。 在導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，顯示圖形應(yīng)該如圖8.13所示。 Above0 10-0 20-10 30-20 40-30 50-40 eo-so 700 00-70 90-90 100-90 1W-1Q0 =120-H0 130-120 -140-130 150-U0 160-1SO 170-160 -190-170 Belaw-10 UndonedValue 現(xiàn)在可以將導(dǎo)入的離散數(shù)據(jù)內(nèi)插到網(wǎng)格節(jié)點中。在Mes味單中選擇Interpolate,。接受默認值(defaultvalue),選擇Interpolate。內(nèi)插結(jié)

22、束后，點擊Close按鈕，內(nèi)插后的網(wǎng)格深度以等高線圖顯示。結(jié)果見圖18.14。WATEflnENVIENT Pglette 圖18.13離散數(shù)據(jù)視圖 現(xiàn)在可以細化網(wǎng)格來考慮水深。在MeshS單中選擇Re巾nemesh,接受默認值(defaultvalues)，點擊Re巾ne按鈕。經(jīng)過細化的一系列子網(wǎng)格如圖18.15所示。 現(xiàn)在可以注意到靠近陸地的三角區(qū)的面積比峽灣中間的三角網(wǎng)格要小。即四 WnWQWnWQ 即 即3QW3QW 即碎 圖18.15細化的網(wǎng)格 步驟8-對網(wǎng)格進行光滑處理 通常，必須保證相鄰的三角形之間的面積和偏斜度變化越小約好，即，在網(wǎng)格的不同區(qū)域創(chuàng)建平滑的過渡。 在Mesl#單選擇Smothmesh,確定10作為迭代數(shù)目。 在圖18.16種可以看到網(wǎng)格經(jīng)過平滑后效果。 日的田 smccttiinAltersmoothing 圖18.16平滑效果 步驟9-使用多邊形來控制節(jié)點密度 一般情況下，在整個模型區(qū)域內(nèi)的局部地區(qū)可能需要比其他地區(qū)更為精細的分辨率和網(wǎng)格密度。用戶可以通過Step7描述的以水深來進一步細分網(wǎng)格，進而在一定程度上達到局部加密的目的。 另外一種方式就是把模擬區(qū)域劃分成不同的子區(qū)域，或者叫多邊形區(qū)域，然后針對不同區(qū)域定義不同的最大單元面積。這種方法可以使用戶更為靈活地、根據(jù)不同的水深來控制網(wǎng)格的生成。 在本練習(xí)中，用戶就需要在