案例6 - 莱州湾波浪仿真模拟
1. 案例介绍
本案例利用格物云CAE三维海洋波浪模块，搭建莱州湾地区的波浪模型，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3857。
利用矢量上传工具，在上传界面拖入准备好的莱州湾研究区域形状文件，上传后命名保存。
2.2 生成几何
点击几何，点击生成几何，在弹出的窗口中主网格轮廓选择莱州湾轮廓，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。
点击图中的左下入海口线段，命名为in，作为流量输入的边界。
点击图中上方的海域，命名为sea。
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
- 赋值边距：10
- 赋值范围：选择莱州湾
- 数值类型：TIF/XYZ-value型数据
- 上传地形数据：lzw.tif
- 点击确定
赋值后网格如下图所示。
2.4 网格设置
垂向网格层数设置为5层
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10m。
3.2 边界条件
对于边界条件，设定入海口的流量边界条件。流量设置为2000m3/s，施加位置设置在边界in上。
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0.03。
3.5 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43200s。
3.6 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6时间步/帧，即每1分钟一个输出结果。
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，设置初始波浪场状况。
4.2 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。将设置好的边界条件施加到sea边界上。
4.3 源汇项
点击源汇项菜单，开启考虑风的影响。
- X方向风速为5m/s，Y方向风速为-5m/s
- 风生波：WAM cycle3 模型，风生波系数填写1.2
- 强逆流耗散：WESTHUYSEN公式 其余参数保持默认
4.3 波浪设置
- 方向数：12
- 最小频率：0.01
- 频率比率：1.1
- 频率数：30
其余模型参数设置保持默认即可。
4.4 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，计算步数为4320步，即模拟总时间为43200s。
4.5 结果配置
在结果界面可以勾选有效波高、平均波浪方向、波浪能量、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1分钟一个输出结果。
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1。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
查看结果，可以查看水动力结果如水位。
6.2 波浪结果云图
查看波浪计算结果如有效波高，平均波向离散度等的运动情况。
