案例5 - 太湖泥沙推移仿真
1. 案例介绍
本案例体验利用格物云CAE三维泥沙模块，搭建太湖的仿真模型，进行泥沙推移的仿真模拟。
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，拖入准备好的太湖和岛屿的矢量文件。
利用画轮廓工具，绘制一个包括研究范围的区域，命名为插值区域。
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太湖，子网格为岛屿，并设置为不可淹没，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。给模型设置边界。
第一条边界，选中太湖上方入口的线段，命名为in1并保存。
第二条边界，选中太湖左上入口的线段，命名为in2并保存。
第三条边界，选中太湖右下出口的线段，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：DEM.xyz
- 赋值边距：0m
- 点击确定
赋值后网格如下图所示。
再然后对三维部分网格进行分层，选择5层即可。
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10m。
2.4.2 边界条件
对于边界条件，设定入湖口为流量边界，出湖口为水位边界。
边界一：流量边界，点击加号，选择上游in1的边界，设定入流为3000m3/s，无示踪物，保存。
边界二：流量边界，点击加号，选择上游in2的边界，设定入流为3000m3/s，无示踪物，保存。
边界三：水位边界，选择out，设定水位为10m。
2.4.3 底部摩擦
设置模型的底部为均匀的摩擦系数0.05（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43200s。
2.4.5 结果配置
在结果界面需要勾选水深、水位、高程、速度标量等，是我们后续导出流速场的前提条件。并设定结果输出频率为6时间步/帧，即每60s一个输出结果。
3D输出变量里勾选上高程。
2.5 泥沙设置
2.5.1 泥沙性质
我们将选用两种不同半径的泥沙，具体设置如下图。
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。
2.5.3 床层模型
设定初始床层数为2，如下图所示，泥沙级配和数值参数保持默认即可。
2.5.4 泥沙边界条件
点击泥沙边界条件菜单，选择平衡输沙流量。
2.5.5 结果配置
结果配置勾选如图的选项，其中重点是高程、床面切应力和河床演变。
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
3.1.1 二维水动力结果
选择水动力结果，点击2D，即可查看太湖泥沙推移过程中，关于水动力物理量的变化过程。
可以选择水深、水位等不同物理场来观察太湖的水动力变化情况。
3.1.2 三维水动力结果
点击3D，设置标量拉伸，可以看到三维形态下的太湖湾高程情况，感兴趣的用户可以自己勾选其他物理场进行查看。
3.2 泥沙结果
选择泥沙结果，选择底床演变，可以观察河床形态变化情况。
河床形态因泥沙输运而变化，冲刷较大的位置率先出现起伏，河床的形态变化明显。
