案例5 - 龙湖边界冰形成仿真预演

1. 案例介绍

本案例利用格物云CAE二维河冰,搭建龙湖模型,从而进行龙湖边界冰形成仿真预演。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为3857。

利用本地上传按钮,上传绘制好的龙湖轮廓多边形文件shp,并应用保存。

001.png

2.2 几何

2.21 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main.shp, 子网格为1和2,不可淹没,点击生成几何。 002.png

2.22 几何分组

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。

选中龙湖水体入口1,并重命名为in1,保存。 003.png 选中龙湖水体入口2,并重命名为in2,保存。 003.png 选中龙湖水体入口3,并重命名为in3,保存。 003.png 选中龙湖水体出口1,并重命名为out1,保存。 003.png 选中龙湖水体入口2,并重命名为out2,保存。 003.png

2.3 网格

2.3.1 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。该案例只需设置主网格尺寸,可参考图中尺寸。配置完成后点击生成网格。 img.png

2.3.2 网格赋值

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
  • 赋值边距: 1m
  • 范围:选择 main.shp
  • 数值类型: 常量
  • 赋值: -3
  • 点击确定 img_1.png

2.4 水动力设置

2.4.1 初始条件

点击初始条件,设置为均匀初始场,常数水位1m。

img_2.png

2.4.2 边界条件

对于边界条件,设定入口为流量边界,出口为水位边界。

施加位置选择in1,流量为常值10m³/s。 img_3.png 施加位置选择in2,流量为常值10m³/s。 img_3.png 施加位置选择in3,流量为常值10m³/s。 img_3.png 施加位置选择out1,添加常水位1m。 img_3.png 施加位置选择out2,添加常水位1m。 img_3.png

2.4.3 底部摩擦

假设整个研究区域比较粗糙,给一个底部均匀的摩擦系数0.01。 img_8.png

2.4.4 计算时间

设置时间步为2s,总模拟时长3600s img_8.png

2.4.5 结果配置

设置输出频率6,勾选相应输出变量。 img_8.png

其余模型参数设置保持默认即可。

2.5 河冰设置

2.5.1 通用模型设置

配置空气温度为-3℃。 img_8.png

2.5.2 水内冰模型设置

水内冰结晶直径厚度比为5,水体冰点温度-1℃,水内冰最少数目为5000. img_8.png

2.5.3 冰盖模型设置

打开边缘冰盖、冰盖对水力条件影响、冰动力学现象。 img_8.png

2.5.4 河冰条件设置

初始条件与边界条件保持默认。

2.5.5 结果配置

设置输出频率12,勾选相应输出变量。 img_8.png

2.6 仿真计算

全部配置完成后,点击仿真计算菜单,选择核数16核,打开河冰耦合求解,点击开始计算。 img_21.png

3 结果展示

3.1 结果云图

点击结果云图, 即可查看各物理场在研究区域全场范围的时空变化情况情况。

img_23.png img_23.png