案例2 - 烟台海域泥沙推演仿真

1. 案例介绍

本案例使用格物云 CAE 二维泥沙模块，搭建烟台海域的水沙耦合仿真模型，模拟分析烟台海域的泥沙输运现象。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为 32651。

利用画轮廓工具，描绘烟台沿海地区的轮廓，命名河道并保存。

利用画轮廓工具分别描绘烟台沿海地区的三个主要岛屿，命名并保存。

或者本地上传准备好的烟台沿海地区轮廓矢量文件（点击下载）。同样地，再利用画轮廓工具，描绘的海中几个大的岛屿的轮廓，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一个岛屿区域，选择不可淹没区域。将三个岛屿都按照此种方式添加成不可淹没的子网格，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，设置为分组 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和子网格的尺寸，可参考图中尺寸，最大尺寸 2000m，最小尺寸 1000m，点击保存。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：1
赋值范围：选择 yantai.shp
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。

2.4 水动力模型参数设置

点击水动力设置-模型菜单。

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 0m。

2.4.2 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_DTv5.out、uv_DTv5.out）。

起始日期和时间可按个人喜好设置，比如直接点击日历和时钟栏内的今天和此刻。（建议选整点）

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：

2.4.3 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。

2.4.4 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，其余模型参数设置保持默认即可。

2.4.5 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 100s，模拟总时间为 100 天，即 8640000s。

2.4.6 水动力结果配置

在结果界面可以勾选水深、水位、高程、速度、速度标量等。并设定结果输出频率为 864 时间步/帧，即每天输出一个结果。

2.5 泥沙输运模型设置

点击泥沙设置-模型菜单。

2.5.1 泥沙性质

添加一种非粘性泥沙，颗粒半径为 0.002m，初始占比为 1，颗粒密度为 2650 kg/m3，悬沙初始浓度为 0g/l,其他参数保持默认。

2.5.2 输运机制

选择推移质输沙，选择 van Rijin 公式。勾选二次流修正，二次流 α 参数值为 1。勾选底床坡度修正，选用推移质输运方向修正公式为 Koch and Flokstra 公式、推移质输运率修正公式为 Koch and Flokstra 公式，并且定义 β 参数为 1.3。表面摩擦力修正为修正，表面摩擦与沙波直径比例系数为 3。