案例3 - 入海口潮汐模拟

1. 案例介绍

本案例利用格物云CAE二维水动力学模块，搭建钱塘江入海口的潮汐仿真模型，从而研究模拟钱塘江潮汐现象。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为32651。

利用画轮廓工具，描绘钱塘江河流轮廓，命名河道并保存。

利用画轮廓工具描绘一个可能有洪涝风险的研究区域，命名研究区域并保存。

再利用画轮廓工具，描绘一个插值区域，命名并保存。

利用矢量点工具，在河道中点几个后续想分析的点位，命名并保存。

2.2 生成几何

点击几何，点击生成几何，在弹出的窗口中选择主网格轮廓为大研究区域，子网格轮廓为河道。生成几何。

点击几何分组，点击添加，在分组位置下方的方框里选中想要的线段，或者用鼠标靠近想要选中的线段，被靠近的线段会变成绿色，点击后该线段被选中并变成红色。选中河流上游入口，并重命名为upstream，保存。

用相同的操作选中河流下游右侧的河道边界，并重命名为downstream，保存。

2.3 生成网格

点击网格，点击生成网格，在弹出的窗口中配置主网格和子网格的尺寸，可参考图中尺寸。配置完成后点击生成网格。

稍等片刻后，即可看到图中生成了河道密集，其他区域较稀疏的网格。

接下来对网格进行地形赋值。点击网格赋值，点击添加按钮，会弹出赋值窗口。 对研究区域赋值：

• 择赋值类型：高程
• 范围：选择 插值区域
• 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
• 上传地形数据：qtj_32651.xyz
• 点击确定

再次对河道地形赋值。点击添加按钮，会弹出赋值窗口。

• 择赋值类型：高程
• 范围：选择 河道区域
• 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
• 上传地形数据：qtj_32651.xyz
• 点击确定

赋值后网格如下图所示。

3.模型参数

点击模型菜单。

2.4.1 初始条件

点击初始条件，设置为均匀初始场，常数水深0.1，添加示踪物，浓度为0。

2.4.2 边界条件

对于边界条件，设定上游为流量边界，下游为水位边界。 边界一：边界类型为流量边界，施加位置选择upstream，给出常值流量1450m^3/s，设定示踪物浓度为100。

边界二：边界类型为潮汐边界，施加位置选择downstream，上传水位边界和速度边界文件（点击下载文件），其余参数如下：

2.4.3 底部摩擦

假设整个河道内部比较顺畅，给一个底部均匀的摩擦系数0.03。

2.4.4 潮汐

点击潮汐，潮汐设置中把潮差校准系数调为1.8，海平面调为0。

其余模型参数设置保持默认即可。

2.5 计算时间

在计算时间选项卡中设置计算步长和计算时间。为保证计算稳定，这里设置时间步长为10s，模拟总时间为3天，即259200s。

2.6 结果配置

在结果界面可以勾选水深、水位、高程、标量流量、示踪物等。并设定结果输出频率为360时间步/帧，即每一小时一个输出结果。

2.7 仿真计算

全部配置完成后，点击仿真计算菜单，点击开始计算。

3. 结果展示

3.1 结果云图

点击结果云图，即可查看水深、水位、流速、流量、示踪物等传播情况。如下动图为水深、速度标量随时间变化的过程。

3.2 点位分析

点击点位分析，可以看到一开始添加的所有点位，分别点击上、下游点位，分析不同位置的水深、水位、示踪物浓度、流量等随时间的变化。

上游点位的水深、水位、流速标量、流量标量随时间变化过程如下，可以看出潮位的起伏变化。

下游点位的水深、水位、流速标量、流量标量随时间变化过程如下：