案例4-土石坝仿真预演

1. 案例介绍

本案例模拟一条约二十多米宽1000米长的河道里程约500米处建有一土石坝情景。该土石坝形状可由用户定义。上游来水快速上涨至100m3/s再下降,模拟河道中水位流量变化。

2. 操作说明

2.1 模型结构

创建一维工程后进入一维仿真界面。 将本案例所需组件拖入中间栏并连接: 首先拖入一个河道起点组件,一个河道终点组件。将组件按照图中编号顺序连接起来,形成一条河道。再拖入一个土石坝组件,将组件与河道相连,如下图所示:

至此,完成模型组件的摆放。点击保存。

2.2 边界设置

点击河道起点,右侧出现参数配置栏“边界信息”。 按图中参数设置边界,边界类型:流量随时间变化,变化表格按下表填写:

时间 s流量 m3/s
0s时刻水位50
1800s时刻水位55
3600s时刻水位100
5400s时刻水位60
7200s时刻水位45

分别点击河道终点,配置边界信息。 按图中参数设置边界,边界类型:水位随时间变化,变化表格填写参考截图:

点击保存。

2.3 河道设置

点击河道1,配置河道的断面数据。整体河道的所有断面数据可以直接上传: sections.xlsx 点击断面1,设置行号2和行号7分别为左岸和右岸。点击断面2,设置行号4和行号8分别为左岸和右岸。断面形状可以在表格下方预览。断面形状可以在表格下方预览。

2.4 水工建筑物设置

2.4.1 土石坝

点击土石坝组件,配置土石坝信息。 设置土石坝所在里程为500m,坝顶高程设置为7m,失效水位10m,流量系数为1。 自定义一个土石坝形状:

横坐标 m高度 m
00
25
45
47
67
80

点击保存。

3.模型参数

点击仿真参数,进入模型参数配置界面。

3.1 基础信息

作业名称和计算内核不需要修改,保持为亚稳态计算。

3.2 时间步&资源配置

结果写入时间步间隔和日志写入时间步间隔都设置为60s。时间步长修改为1s,最大时间约束值设置为7200s。

3.3 物理模型

设置一个主槽strickler摩擦系数40,漫滩摩擦系数20。

3.4 初始信息

配置河道初始信息,填入河道1两个断面的里程,设置初始水位6m,所有里程处初始流量为50m3/s。 点击保存.

3.5 网格部分

保持默认即可。

3.6 结果配置

设置展示方式为:全部虚拟断面。

3.7 仿真计算

全部配置完成后,点击保存,并提交计算。

4. 结果展示

点击结果展示界面,可以调整显示方式,例如点击时间按钮,展示不同时刻该河道沿程从起点至终点的各结果变化。还可以点击播放按钮,观看该河道沿程各结果随时间的变化,或各断面结果在时间序列上的动态变化。

4.1 河道

点击时间按钮,将时间调至6000s时刻,选中断面水深和断面水位,可看到在里程500m处,土石坝对水位的影响如下: 在该时刻,河道沿程的流量情况如下:

调整时刻至4800s,选择床底高程和断面水位,河道沿程的水位情况如下: