案例4 - 戴家洲推移质泥沙仿真

1. 案例介绍

本案例使用格物云 CAE 二维泥沙模块，搭建长江流域戴家洲的水沙耦合仿真模型，模拟分析这一区域的泥沙输运现象。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为4547。

上传本地准备好的戴家洲附近长江流域shp 文件。同样地，再上传戴家洲岛屿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戴家洲岛屿，选择不可淹没区域，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in。

点击图中的线段，设置为分组out。

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100m，最小尺寸50m，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：10
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。

2.4 水动力模型参数设置

点击水动力设置-模型菜单。

2.4.2 边界条件

点击边界条件，添加流量边界，设置流量为5000m3/s，选择边界施加位置为in边界。

点击边界条件，添加水位边界，设置边界水位恒定为10m，选择边界施加位置为out边界。

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 10s，模拟总时间为 10 天，即 864000s。

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 60时间步/帧，即每输10分钟出一个结果。

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 0.0002m，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。

选择推移质输沙，运输机制采用MPM (Meyer-peter and Muller) 公式求解，具体设置参考图片。。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。