本文目錄

• 前言
• Step 1 導出mesh文件
• Step 2 設置模型參數
• Step 3 邊界條件的獲取與處理
• Step 4 擬合對比

前言

前文已經講了如何制作網格文件（.mdf文件），這一博文就講如何建立水動力模型。

Step 1 導出mesh文件

前文制作好的mdf網格文件不可以直接拿來用的，需要先導出成mesh文件，步驟如下三圖：

于是，就可以看到你設定的文件夾里出現(xiàn)了一個 .mesh 的文件，這個就可以用作建立模型了。

Step 2 設置模型參數

首先，選擇【MIKE 21】→【Flow Model FM（.m21fm）】，然后就打開了設置參數的界面，如下兩圖：


接下來，設置一下參數。

【Domain】，加載mesh文件，其他參數均保持默認。

【Time】，這個需要自己設置，如下圖：

模擬結束時間 － 模擬開始時間 = 時間步長 × 時間步數

對于時間步長如何確定，也并沒有特定的要求，我一般是根據情況取 60(1分鐘) 或 120(2分鐘) 或 180(3分鐘) 或 240(4分鐘)。

關于時間步長和時間步數，我自己做了一個 Excel 小工具，很方便計算，上傳到我的CSDN資源庫里了，有需要的讀者可以到資源欄目中自行下載（不需要積分），叫做：【MIKE小工具】-計算時間步數-晏長街。

【Module Selection】，模塊選擇，其中水動力模塊（Hydrodynamic）是必選的。我們這里也只選擇水動力模塊。

接下來的設置就都是水動力模塊的參數了。

【Solution Technique】，算法。

Shallow water equations，淺水方程，Time和Space均選擇低階運算方法（Low order，fast algorithm）就行，其余均保持默認。

Transport equations，傳輸方程，均保持默認。

【Depth】，一般不需要水深校正，No depth correction，保持默認。

【Flood and Dry】，干濕邊界，一般取默認值。干水深 0.005m，淹沒水深 0.05m，濕水深 0.1m。

【Density】，密度，一般保持默認選擇正壓模型，Barotropic。

如果選擇正壓模型，溫度和鹽度會被定義為常數，在整個模型中保持不變。

事實上，如果水體充分混合，溫鹽密度在垂直方向都是定值；并且在大多數情況 下，密度梯度對二維淺水方程的影響是很小的，幾乎可以忽略不計。

【Eddy Viscosity】，渦粘系數，默認采用Smagorinsky formulation，均采用默認即可。

【Bed Resistance】，底床糙率選用曼寧系數（Manning number），常數值需要自己設置，一般是根據擬合結果來多次回代確定。

一般我們根據擬合結果回調的值也就是底床糙率這個參數了。

【Coriolis Forcing】，科氏力，一般默認選擇Varying in domain。

【Wind Forcing】，如果有風力數據，可以勾選這一項。隨時間、空間變化的情況，對應dfs2文件。隨時間變化、空間定值的情況，對應dfs0文件。其他均保持默認。

【Ice Coverage】，冰蓋，一般不考慮。

【Tidal Potential】，引潮勢，這是一個很弱的作用力，通常會在深且封閉的水體中作用明顯，一般不考慮。

【Precipitation - Evaporation】，降水-蒸發(fā)，一般不需考慮。

【Wave Radiation】，波浪輻射應力，一般不需考慮。

【Sources】，源，一般不需考慮。

【Structures】，水工結構物，一般不需考慮。

【Initial Conditions】，初始條件，這個涉及到一個問題就是“冷啟動”還是“熱啟動”。關于兩者概念及具體操作今后會專門再講的。一般第一次跑模型都會選擇冷啟動方式，選擇Constant 常數，Surface elevation 初始水位默認保持0就行。其他默認即可。

【Boundary Conditions】，邊界條件。

對于 Land boundary 陸地邊界，選擇 Land（zero normal velocity）即可。

對于開邊界，選擇 Specified level 水位設定，邊界格式選擇 Varying in time and along boundary 隨時間且沿邊界變化，然后導入潮汐邊界條件dfs1文件。關于這個潮汐邊界條件dfs1文件如何獲取，請讀者耐心往后看，在本博文Step3里面會講到的。其他均按默認即可。

如下圖所示：

【Decoupling】，解耦，一般不需要考慮。

【Outputs】，輸出。

首先 New output，新建一個輸出項目，如下圖，可以自己命名。

然后，Output specification，對這個輸出項目進行設置，一般如下圖設置就行。

再然后，Output items，選擇自己需要的模塊，一般研究水動力的話就勾選Surface elevation，U velocity，V velocity。其他根據自己情況添加。

至此，參數就設置完成了。

接下來，就點擊【Run】→【Start Simulation】，模型就開始運行了。運行完成后，點擊【View】就可以查看模型計算結果。如下圖：

Step 3 邊界條件的獲取與處理

我們剛剛講了，邊界條件 Boundary Conditions，對于開邊界，需要導入 dfs1 文件。那么，這個dfs1文件是怎樣獲取的呢？

MIKE自帶了一個潮汐預測的工具，可以根據這個工具來生成開邊界水位數據。

具體操作如下圖：

然后，就會發(fā)現(xiàn)，你選擇的目錄里生成了一個dfs1的文件，那個就是開邊界的水位條件。

但這個dfs1文件還不能直接用在模型參數輸入里面，必須修改一下。因為這個軟件生成潮位邊界的時間是格林尼治時間，而我們中國的海域的驗測的水文數據用的是北京時間，北京時間比格林尼治時間滯后8個小時。

因此，我們要做的就是將開邊界水位條件dfs1文件中的全部數據整體滯后8個小時。具體操作如下：

先復制一份水位條件，然后把兩個dfs1文件同時打開，如下兩圖：

然后對dfs1源文件，選中全部數據，將其刪除，操作如下兩圖：

再然后對dfs1副本文件，選中全部數據，ctrl + C 復制，如下圖。

再轉到剛剛數據全部被刪掉了的源文件中，找到滯后8小時后的時間行，選中這一行，然后ctrl + V 粘貼，如下兩圖。

這樣，這個邊界條件文件dfs1就可以用在參數輸入里面了。那個副本已經沒用了，刪掉就行了。

Step 4 擬合對比

擬合對比就是將你的模擬結果與實測數據進行對比，一般實測數據就是潮位站的水位數據，和潮流站的u速度分量、v速度分量數據(或流速流向數據)。

如果擬合的結果較好，則代表模型可以很好的模擬現(xiàn)實海灣；如果模擬結果較差，則代表模型不能代表海灣情況，必須重新調整，調整邊界或者參數，一般如果你覺得邊界基本沒啥問題的話，那就調整參數就行，基本就是底床糙率那個參數了。

至此，水動力模型就初步建立起來啦！

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以上就是全部內容啦~

希望可以得到你的贊，非常感謝！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MIKE水动力笔记5_建立水动力模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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