案例9 - 城镇工厂污染泄露仿真预演

1. 案例介绍

本案例体验利用格物云CAE二维水动力，搭建城镇地区的仿真模型，进行城镇工厂污染泄露仿真预演。

2. 操作说明

2.1 矢量数据

将研究区域的坐标系设置为3857。

上传城镇shp文件city.shp，并利用标点工具，在城镇范围标出想要分析的点。

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城镇区域，子网格轮廓河道区域，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。给模型设置上下游边界。

第一条边界，选中河流上游（上方）入口处的线段，命名为in并保存。 第二条边界，选中河流下游（下方）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。

• 择赋值类型：高程
• 赋值边距：1m
• 范围：选择 整体区域
• 数值类型： TIF/XYZ-value型数据
• 上传地形数据：city2m_3857.xyz
• 点击确定

赋值后网格如下图所示。

3.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，选择均匀初始场，设定常数水位为298m。

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10m³/s，保存。

边界二：水位边界，选择下游out，设定水位为298m。

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 源汇项

点击源汇项，选择类型为面，位置：factory.shp。设定流量为3m³/s。

其余模型参数设置保持默认即可。

2.5 水质设置

2.51 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：微污染模块。

激活微污染模块后，需要进行微污染模块的水质参数设置。

2.511 水质参数设置

微污染模块有五个水质参数，分别为悬浮颗粒物、底床沉积物、溶解形式的微污染物、悬浮沉颗粒物吸附的部分以及底床沉积物吸附的部分。五个水质参数的初始浓度设置如下：

2.512 水质计算设置

水质计算设置保存默认值不变。

2.52 水质边界

流量边界：激活流量边界的水质边界，打开边界水质参数自由计算。

水位边界：激活水位边界的水质边界，打开边界水质参数自由计算。

源汇项边界：激活面的水质边界，点击表格图标，上传水质参数随时间变化过程数据：WQ.csv。

2.5 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1s，模拟总时间为3小时，即10800s。

2.6 结果配置

在结果界面可以勾选水深、水位、流量标量、速度标量、示踪物等。并设定结果输出频率为200时间步/帧，即每200秒一个输出结果。

2.7 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 结果云图

点击结果云图，选择相应的物理场，点击播放按钮，分析城市中河道流量标量、水深 的变化，以及污染物扩散情况。

如图所示：

3.2 点位分析

点击点位分析，可以看到一开始添加的所有点位，分别点击两个取水口点位，分析不同位置的水深、水位、示踪物浓度、流量等随时间的变化。

如图所示：