案例9 - 湘江泥沙沉积仿真
1. 案例介绍
本案例体验利用格物云CAE二维泥沙模块，搭建湘江的仿真模型，进行湘江泥沙沉积仿真。
2. 操作说明
2.1 矢量数据
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湘江。
矢量设置完成后如图所示。
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湘江，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并保存。
第二条边界，选中河流下游出口的线段，命名为out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 湘江
- 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
- 上传地形数据：xj
- 赋值边距：10m
- 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55m。
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的边界，设定入流为1500m3/s，无示踪物，保存。
边界二：水位边界，选择下游out，设定水位为55m。
2.4.3 底部摩擦
设置模型的底部为均匀的摩擦系数0.02（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10s，模拟总时间为12小时，即43200s。
2.4.5 结果配置
设定结果输出频率为6时间步/帧，即每60s一个输出结果，并在结果界面需要勾选水深、水位、高程、速度标量。
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0.5毫米、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。
2.5.3 泥沙边界条件
边界条件采用平衡输沙流量边界，如图所示。
2.5.4 结果配置
结果配置勾选如图的选项，其中重点是高程、底床剪应力、河床演变和输沙量。
2.6 仿真计算
全部配置完成后，点击仿真计算菜单，点击开始计算。
3. 结果展示
3.1 水动力结果
点击查看结果，即可查看水动力结果。
3.2 河床演变
选择泥沙结果，即可查看泥沙结果的变化。
河床形态因推移质输运而变化，冲刷较大的位置率先出现起伏，河床的形态变化在较大的拐弯处存在明显的区别，说明这里受二次流的影响最为显著。
