mike21-建模流程.ppt

MIKE21模型
建模流程讲解
沈阳农业大学水利学院
周乃恒
2015年3月
第一页，共14页。
ArcGIS部分：
由高程点、等高线
矢量数据生成TIN
第二页，共14页。
ArcGIS部分：
。
文件可以用文本或者EXCEL打开。四列数据从左起分别为，X、Y坐标，标记点，高程。
第三列中，从第一个1开始到随后的第一个0为一个封闭区域。如图上圈出的小范围是水体中的一小块陆地。同时1和0对应的坐标相同。
第三页，共14页。
MIKE部分：网格制作
，对这个复杂的坐标点进行修正。
2
North
1
Land
3
South
为不同边界设置序号。
第四页，共14页。
MIKE部分：对建立的网格进行修改
在处理后的边界内，MIKE会自动计算生成网格。网格生成后可以对整体或某一部分进行加密处理。

对已经建立的网格进行平滑处理，加密10次。
图中绿色点为水中小块陆地的标记点。
第五页，共14页。
MIKE部分：HD FM模型相关原理*
模型是基于三向不可压缩原理和Reynolds值均匀分布的Navier-Stokes方程，并且服从于Boussinesq假定和静水压力的假定。（下式为二维非恒定浅水方程组。）
第六页，共14页。
MIKE部分：HD FM模型数值解*
一、空间离散：计算区域的空间离散是用有限体积法（Finite Volume Method），将该连续区域统一分为不重叠单元（三角形）。
二、时间积分：考虑方程的一般形式，对于二维模拟，浅水方程的求解有两种方法：低阶法和高阶法。
三、边界条件：包括闭合边界、开边界、干湿边界。
闭合边界：陆地边界，垂直于边界流动的变量必须为0，对于动量方程，可以得知沿着陆地边界是完全平稳的。
开边界：水体断面，。
干湿边界：基于赵棣华和Sleigh的处理方式。
第七页，共14页。
MIKE部分：水动力模型搭建和参数介绍
相关的时间序列文件创建：
常用的时间序列文件包括tfs0文件和tfs1文件。目前通过我的学****体会，tfs0文件时时间对应单一变化量的线性文件，tfs1文件时时间对应多个变化量的线性文件。前者经常用做水位、流量条件，后者通常用做开边界（水边界两岸）的水文要素条件。
tfs1
tfs0
第八页，共14页。
MIKE部分：水动力模型搭建和参数介绍
导入制作好的网格文件并设定水边界：
第九页，共14页。
MIKE部分：主要参数介绍
干湿边界(Flood and dry)
如果模型中的区域是处在干湿边交替区，为了避免模型计算出现不稳定性，使用者可以启动Flood and Dry 的选项。在这个情形下使用者必须设定一个干水深(drying depth)，淹没深度(flooding water depth)，和湿水深(wetting depth)。
当某一单元的水深小于湿水深时，在此单元上的水流计算会被相应调整，而当水深小于干深度的时候，会被冻结而不参与计算。淹没深度是用来检测网格单元是不是已经被淹没。当水深小于湿水深的单元会做相应调整，即不计算动量方程，经计算连续方程。
在没有启动干湿边界的情况下，使用者可以设定一个小于零的最小截断水深。但在这样的情况下，模型中任一网格单元的总水深小于零，模型便会发散，模型计算也会因此中断。
第十页，共14页。