案例8 - 厦门湾富营养化仿真模拟
1. 案例介绍
本案例利用格物云CAE二维水质模块，搭建厦门湾海域水质模型，从而研究水体中的富营养物浓度变化情况。
2. 操作说明
2.1 矢量数据
将研究区域的坐标系设置为3857。
利用本地上传按钮，上传绘制好的厦门轮廓多边形文件，xm.shp并保存。
利用画轮廓工具，将三个河口描绘出来，并命名保存。
利用矢量点工具，在河道中点几个后续想分析的点位，命名并保存。
2.2 几何
2.21 生成几何
点击几何，点击生成几何，在弹出的窗口中选择主网格轮廓为main.shp，字网格为三个河口可淹没，六个岛屿不可淹没，点击生成几何。
2.22 几何分组
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。 分别选中四个入水口，并重命名为in，保存。
用相同的操作选中海洋出口，并重命名为out，保存。
2.3 网格
2.31 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。该案例需要设置主网格尺寸和字网格尺寸，可参考图中尺寸。配置完成后点击生成网格。
2.32 网格赋值
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。 对研究区域赋值：
- 择赋值类型：高程
- 赋值边距：1m
- 范围：选择 main.shp
- 数值类型： tif型数据
- 赋值：上传tif文件xm_3857.tif
点击应用
2.4 水动力设置
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10m。
2.4.2 边界条件
对于边界条件，设定入口为流量边界，出口为水位边界。
流量边界：边界类型为流量边界，设定为恒定流量，施加位置选择各in，流量分别为500m³/s、10000m³/s、7500m³/s、5000m³/s。
水位边界：边界类型为水位边界，施加位置选择out，设定为恒定水位10m。
2.4.3 底部摩擦
假设整个研究区域比较平滑，给一个底部均匀的摩擦系数0.025。
其余模型参数设置保持默认即可。
2.5 水质设置
2.5.1 水质模块选择
点击水质模块选择，不启用代表水质模块不被激活，只进行水动力计算。在本案例中，选择激活水质子模块：富营养化模块。
激活微污染模块后，需要进行微污染模块的水质参数设置。
2.5.1.1 水质参数设置
富营养化模块有八个水质参数，分别为浮游植物生物量、浮游植物可同化的溶解磷、浮游植物不可同化的可降解磷、浮游植物可同化的溶解氮、浮游植物不可同化的可降解氮、溶解氧、有机负荷、氨负荷。
八个水质参数的初始浓度参考图片设置如下：
设置水温15℃，20℃最大藻类生长率5。
其他参数保持默认。
2.5.2 水质边界
打开流量边界与水位边界的边界水质参数自由计算按钮。
2.6 计算时间
在计算时间选项卡中设置计算步长和计算时间。为了保证计算稳定，时间步长设置为5s，模拟总时间为1天，即86400s。
2.7 结果配置
在结果配置界面可以勾选示踪物。并设定结果输出频率为360时间步/帧，即每半个小时一个输出结果。
2.8 仿真计算
全部配置完成后，点击仿真计算菜单，选择核数为16，点击开始计算。
3. 结果展示
3.1 结果云图
点击结果云图，即可查看各个水质参数浓度在研究区域全场范围的时空变化情况情况。如下图为浮游植物生物量在全场范围的时空变化情况。
图为有机负荷在全场范围的时空变化情况。
3.2 点位分析
点击点位分析，可以看到各个点位处的所有水质参数随时间变化情况。如下图：
