案例5 - 黄河郑州段沙洲淤积仿真

1. 案例介绍

本案例体验利用格物云CAE二维泥沙模块，搭建黄河郑州段的仿真模型，进行均匀推移质仿真运动仿真预演。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

首先我们打开，在矢量步骤阶段，将研究区域的坐标系设置为EPSG:3857，拖入准备好的河流矢量文件，并在沙洲东侧绘制一个点，应用。

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为河流，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。给模型设置上下游边界。第一条边界，选中河流上游入口的线段，命名为in_1并保存。第二条边界，选中河流下游出口的线段，命名为out_1并保存。

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 插值区域
数值类型： TIF/XYZ-value型数据
上传地形数据：huanghe.xyz
赋值边距：3m
点击确定

赋值后网格如下图所示。

2.4水动力模型参数

点击模型菜单。

2.4.1 初始条件

点击初始条件，设置模型初始条件，我们选择均匀初始场，设定常数水位为3m。

2.4.2 边界条件

对于边界条件，设定上游为流量边界，下游为水位边界。边界一：流量边界，点击加号，选择上游in_1的边界，设定入流为1000m3/s，无示踪物，保存。边界二：水位边界，选择下游out_1，设定水位为3m。

2.4.3 底部摩擦

设置模型的底部为均匀的摩擦系数0.03（曼宁系数）。

2.4.4 计算时间

其余选项我们保持默认就可以，接下来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，模拟总时间为1天，即86400s。

2.4.5 结果配置

在结果界面需要勾选水深、水位、高程、速度标量、示踪物等，并设定结果输出频率为10时间步/帧，即每600s一个输出结果。

2.5 泥沙设置

2.5.1 泥沙性质

泥沙数据如下，我们选用非粘性、粒径为30微米、颗粒密度为2650kg/m3的100%推移质。

2.5.2 输运机制

我们采用推移质输沙，输沙公式采用MPM (Meyer-peter and Muller) 公式，勾选二次流修正和底床坡度修正，选用推移质输运方向修正公式为Koch & Flokstra formula、推移质输运率修正公式为Koch & Flokstra formula，并且定义β的值为 1.3，α的值为1，具体设置参考图片。