案例1 - 烟台近岸波浪耗散模拟

1. 案例介绍

本案例利用格物云CAE三维海洋波浪模块，搭建烟台近海地区的波浪模型，进行波浪仿真模拟。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为32651。

利用矢量上传工具，在上传界面拖入准备好的沿海地区轮廓矢量文件（点击下载），划定研究区域，上传后命名保存。利用在右侧的【标点】功能，可增加近岸、远岸两处用来观察计算结果的点。

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沿海轮廓shp，点击生成几何。

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。 点击图中的线段，命名为wave，作为波浪输入的边界。 点击图中的线段，命名为in，作为流量输入的边界。

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。

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

赋值后网格如下图所示。 3D模块中，可设置网格在Z方向上切分的层数。可设置为5层

2.4.水动力参数

点击水动力设置中的模型菜单。

2.4.1 初始条件

点击初始条件，设置模型初始条件，设置初始静水位为0m，其余选项保持默认。

2.4.2 边界条件

点击边界条件菜单，边界类型选择流量边界，流量设置为1000m3/s，施加位置设置在【in边界】上

2.4.3 底部摩擦

点击底部摩擦菜单，摩擦模型选用曼宁公式，设置均匀摩擦系数0.02

2.4.4 计算时间

时间步设置为10s，总模拟时长设为7200s。

2.4.5 结果配置

勾选想要的输出结果。参考设置如下图。

2.5.海洋波浪参数

点击海洋波浪设置中的模型菜单。

2.5.1 初始条件

点击初始条件，设置模型初始条件，设置初始波浪场状况 。具体设置如下面两张图所示。

2.5.2 边界条件

设置波浪边界的输入形式，参照下图设置。 其中，波浪频率，以及波浪主方向，数值敏感性较高。有兴趣可自行测试。

2.5.3 源汇项

用来设置风生浪。本次计算不开启，保持默认关闭状态。

2.5.4 波浪设置

波浪参数设置如下。

2.5.5 计算格式

计算格式保持默认参数状态。

2.6 计算时间

在计算时间选项卡中设置计算步长和计算时间。设置时间步长为10s，计算步数为720步，即模拟总时间为2小时（7200s），与水动力计算时长相同。

2.7 结果配置

在结果界面可以勾选有效波高、海底面高程、波浪能量、平均波浪方向等、平均波向离散度等。并设定结果输出频率为6时间步/帧，即每60s一个输出结果。

2.8 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，开启波浪驱动作用。选择16核，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，查看有风的影响的情况下有效波高、波浪能量等结果。 可以查看远近岸点位处的数值过程