案例5-昌北溪上游水库泄洪冲淹模拟

1. 案例介绍

本案例利用格物云CAE二维水动力学模块，搭建华光谭坝址至昌北溪段的仿真模型，进行昌北溪上游水库泄洪冲淹影响仿真模拟。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为3857。

点击本地上传（点击下载矢量文件）

利用画轮廓工具描绘一个包含所有区域的插值区域，命名保存。

利用矢量点工具，在河道中点几个后续想分析的点位（至少上-中-下游三个点），然后命名保存。

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。给模型设置4个自由边界。

第一条边界，选中河流上游入口处的线段，命名保存。

第二条和第三边界，选中河流沿途的两个支流入口的线段，命名保存。

第四条边界，选中河流下游出口的线段，命名保存。

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，保存。配置完成后点击生成网格，稍等片刻后，可以看到图中生成了网格。

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。

• 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：hgt_3857.xyz
• 点击确定

赋值后网格如下图所示。

接下来对网格进行水深赋值。点击添加按钮，会弹出赋值窗口。

• 择赋值类型：水深
• 范围：选择 插值区域
• 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
• 上传地形数据：hgt_water.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，设置模型初始条件，选择均匀初始场，水深为0.01m，无示踪物，保存。

2.4.2 边界条件

对于边界条件，设定上游和两个支流为流量边界，下游为水位边界。 边界一：流量边界，点击加号，选择华光谭坝址处的边界。点击表格，拖入准备好的下泄流量Q.csv，确定，保存。

边界二&三：流量边界，施加位置选择之前的两个支流边界分组。设定支流流量分别为偏上方支流500 m³/s、偏下方的支流100 m³/s，保存。

边界四：水位边界，选择下游，设定水位为0m。由于初始水位由网格中的初始水深提供，因此这里的水位只是用于激活改设置，下游边界水深值读取自网格。

2.4.3 底部摩擦

设置模型的底部为均匀的摩擦系数0.05（曼宁系数）。

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1s，模拟总时间为24小时，即86400s。

2.6 结果配置

在结果界面可以勾选水深、水位、高程、速度标量、流量标量等。并设定结果输出频率为600时间步/帧，即每10分钟一个输出结果。

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，选择相应的物理场，点击播放按钮，分析水库泄洪对下游的水位、流速影响。如下动图为水深随时间变化的过程。

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。 例如点位1、4的水深随时间变化过程如下：