案例4 - 台州湾潮汐波浪耦合仿真模拟
1. 案例介绍
本案例体验利用格物云CAE二维海洋波浪模块，搭建台州湾区域的潮汐-波浪模型，进行潮波耦合仿真模拟。
2. 前处理操作
2.1 矢量数据
将研究区域的坐标系设置为32651。
上传本地准备好的台州湾区域shp 文件研究区域.shp 等五个文件。同样地，再上传头门岛岛屿shp文件，保存。
2.2 生成几何
点击几何，点击生成几何，在弹出的窗口中主网格轮廓选择研究区域，添加子网格并在子网格轮廓选项中选择岛屿区域，选择不可淹没区域。点击生成几何。
2.3 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。
点击图中的线段，设置为分组sea。
2.4 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。
2.5 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。
- 择赋值类型：高程
- 赋值边距：1
- 赋值范围：选择 研究区域.shp
- 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
- 上传地形数据：gcd.xyz
- 点击确定
赋值后网格如下图所示。
3. 水动力模型参数设置
点击水动力设置-模型菜单。
3.1 初始条件
点击初始条件，设置为均匀初始场，初始水位0m。
3.2 边界条件
对于边界条件，设定离岸为潮汐边界。
点击边界类型为潮汐边界，海潮模型为TPXO，上传水位边界和速度边界文件h_taizhou、uv_taizhou。
起始日期和时间可按工程情况实际情况设置，本案例时间设定为2022年5月1日 12点开始。 坐标系参数分别为WGS84 UTM北半球坐标系 - 51区，施加位置选择sea。
3.3 底部摩擦
假设整个计算域的底部摩擦均匀，选择曼宁摩擦系数0.016。
3.4 湍流
选择k-e湍流模型。
3.5 潮汐
点击潮汐，查看潮汐设置中，潮差校准系数为1，海平面为0m。
计算格式如图设置，高程平衡选择二阶平滑。
3.6 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60s，模拟总时间5天，即432000s。
3.7 水动力结果配置
在结果界面可以勾选水深、水位、速度等。并设定结果输出频率为60时间步/帧，即每小时一个输出结果。
4. 海洋波浪模型参数设置
点击海洋波浪设置中的模型菜单。
4.1 初始条件
点击初始条件，设置模型初始条件，设置初始静水位为0m，其余选项保持默认。
4.2 源汇项
点击源汇项菜单，开启考虑风的影响。
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Y方向风速为10m/s
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风生波：WAM cycle3 模型，风生波系数填写1.2
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线性波生长：Cavaleri&Malanotte-Rizzoli (1981)公式
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浅水破碎耗散：BAttjes&Janssen模型
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强逆流耗散：WESTHUYSEN公式
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其余参数保持默认
4.3 波浪设置
- 方向数：12
- 最小频率：0.03
- 频率比率：1.1
- 频率数：20
其余模型参数设置保持默认即可。
4.4 计算格式
选择源项迭代数为2，其余模型参数设置保持默认即可。
4.5 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60s，计算步数为7200步，即模拟总时间为5天（432000s）。
4.6 结果配置
在结果界面可以勾选有效波高、平均波浪方向、x、y方向驱动力、平均周期等。并设定结果输出频率为60时间步/帧，即每1小时一个输出结果。
5. 仿真计算
全部配置完成后，点击仿真计算菜单，选择耦合计算，打开波浪驱动作用，耦合周期为5。选择32核，点击开始计算，等待完成计算。
6. 结果展示
6.1 水动力结果云图
可以查看潮汐水动力结果如水位、流速（如下图）。
6.2 波浪结果云图
查看波浪计算结果如有效波高，待波浪完成建立以后可以看到有效波高跟随潮汐规律运动。
