MIKE21学习-第3章模型创建

3模型创建和模拟计算本章将对模型创建的主要步骤和各项参数的含义加以简单介绍。各种参数的具体详细介绍请参见相关的学习文档“MIKE21_study”。3.1参数设定采用的几种对话框在模型创建过程中，对各类参数的设定大概采用了几种不同的对话框以适应不同类型参数设定的需要，其主要包括：（1）文本编辑框（2）下拉列表选择框（3）单选框（4）复选框（5）点击设定框下面将分别对此加以介绍。认识不同的对话框样式单选框复选框下拉列表选择框文本编辑框点击设定框对话框功能说明文本编辑框：直接设定参数的数值下拉列表选择框：对列表中的可选项进行选择单选框：在并列选项组中点选某一项复选框：点击以确定或取消对该选项的选择点击设定框：点击按钮弹出新对话框，根据新对话框提示要求进行文件位置或组合参数的设定点击设定框在单击点选按钮后，一般会弹出如作图形式的对话框，要求用户设定所要选择的文件路径和名称。尤其要注意的是，所选文件必须满足该选项对于文件的特殊要求，如各种项目类型和数目，时步数及间隔，起止时刻，空间节点数等等各类内容。3.2各项参数的含义及相关注释基本参数－BasicParameter模块选择－ModuleSelection地形图－Bathymetry模拟时段－SimulationPeriod开边界条件－Boundary源汇－SourceandSink集束－MassBudget增减水－FloodandDry水动力学参数－HydrodynamicParameter初始水面高度－InitialSurfaceElevation开边界条件－Boundary源汇－SourceandSink涡黏性系数－EddyViscosity阻力系数－Resistance波浪辐射－WaveRadiation风条件－WindCondition计算结果－Results纯水动力学模型包括两大类十四个参数设定框。它们依次为：模块选择纯水动力学模块水动力学＋平流扩散模块水动力学＋水质模块水动力学＋富氧模块水动力学＋重金属模块水动力学＋泥沙输运模块平流扩散方案选择地形图选择计算起始类型*1模型中计算区域数目*2设定计算域所在地理区域*3是否考虑科里奥利力的影响*4点击选择地形图文件*5地形图注释*1.冷起计算和热起计算。热起计算可以实现先前模拟过程的后续计算，需要事先生成Hot的结果数据文件。*2.在具有Nested类的内嵌区域功能时，可以将在主计算域内划分多个不同的子域。主域默认编号始终为1，该项即为主域和子域总数。*3.计算域所在UTM区域。UTM:统一横轴墨卡托投影，常用来制作世界范围的地图。它实际上是一组公式和常数，通过这组公式可以将地球球面坐标转换到平面坐标。该公式为：UTMzone＝取整数部分[(180+经度值)/6+1]。*4.即是否考虑地球自转偏向力。*5.Bathymetry是只有一个时间步的二维Grid文件，其中主要是给定计算域范围各网格节点处的水深值，用来提供模型初始状态的计算域地形水深分布情况。其中要包含一个名为“M21_Misc”的用户块。模拟时段计算总时间步数计算时间步长（单位秒）计算起止时刻预热时段*1自动计算得出的最大科朗数*2模拟时段注释*1.模拟时段的设定是为了防止模拟过程受到突变因素的影响，而设定一个时段将突变项转为渐变增加。一般在考虑波浪辐射应力和风条件时要进行相关设定。*2.由于模拟计算过程是在空间网格内随时间步推进的。科朗数即表明了一个时步内模拟计算所推进的空间网格数。该数值与地形情况相关，不能太大，否则会产生稳定性问题。其基本计算公式为：但是在其它模块（如AD）中对此会有另外的要求。最终要按照最小时间步长要求进行设定。maxrcCtx开边界条件（基本）边界位置设定方式：用户定义或程序自检测各个边界起始节点位置开边界数目源汇（基本）源汇的总数目所在节点位置，需要设定在水域范围内所在网格区域源汇类型：单源，单汇，源汇对（针对同一网格点而言）集束设定某物质的集中范围，在纯水动力学模块中无用所属计算区域该集束角点数当前集束各角点的网格坐标集束区域数目增减水是否启用该增减水功能项，单位：米减水下限，即退水时水深小于此值就不再作为水域处理增水上限，即增水时水深大于此值才再次作为水域处理为避免过强的浅水效应影响，对过浅水域进行忽略处理初始水面高度初始水面高度的设定方式：常量或由文件给定*1设定常量时的水面高度值由文件给出时的文件位置及名称设定初始水面高度注释*1.指在开边界处的初始表面相对于基准面的高度。由于计算设定初始时的流和潮速均为0，所以要给定某初始水面高度以作为流场产生运动的始因。对于一般模型而言，设定为常量即可，且该初始值设大一些有利于模型计算的稳定性。开边界条件（水动力学）选择边界条件类型是水面（level）还是流（flux）*1设定边界条件在时间和空间上的变化类型*2选择确定边界处数据的使用方法*3边界水面是否要倾斜以适应可能的风或Coriolis力是否由用户确定边界流向开边界条件（水动力学）注释*1.一般来说，给定边界处的潮位资料（即Level）比较方便。而选择流边界时要注意：流向相对于模型坐标系，入射流在左边和底边时为正，在右边和顶边时为负；出射流情况相反。*2.共有五种类型可设定：常量，正弦变化，时间变化，时空变化，以及由传递边界给出。边界数据的参考基准面必须与地形数据的参考基准面相同。*3.当计算沿边界流（FAB，theFluxAlongtheBoundary）时有以下几种可能情况：0：流假定垂直于边界，即FAB＝0。1：边界处的流向由边界内的节点推断得出。2：边界处的流向被明确给出。当边界条件以TransferData给出时此项必选。12：联合使用1和2措施，当为出流时用1，否则用2。源汇（水动力学）降水项类型和数值的设定蒸发项类型和数值的设定选择是否以反降水代替蒸发项的设定选择源汇的设定方法，并对流量、流速、出流方向进行设定涡黏性系数给定涡黏系数的计算方式涡黏系数的类型设定涡黏系数的具体数值的设定阻力系数阻力系数给定的方式：满宁数或谢才数阻力系数的类型和数值的设定设定是否有桥墩的阻力影响波浪辐射是否考虑波浪辐射应力的影响波浪辐射应力的时间轴类型的设定：稳态或准稳态风条件风条件变化方式选择风速设定（米/秒）风向（度）数据文件设定风摩擦系数类型选择风摩擦系数常数值设定风摩擦系数随风速线性变化值的设定计算结果结果文件数整个模型存储数据文件总量HD模块存储数据文件大小各项存储文件的具体设定*1是否生成热起始文件及其存储名称的设定*2计算结果注释*1.用户可以设定输出结果的空间和时间范围及其步长，以及为存储数据设定文件名和题目（可选）。*2.如果选择该项，则特定的热起始数据可以被生成。当模拟计算过程需要基于以前的计算继续进行时，可以在先前的计算过程中设定生成该类文件，之后用于后续的连续计算。3.3模型的运行当模型参数设定完毕，可以通过菜单工具“RUN－Validate”进行手工检验，也可选定“AutomaticValidation”进行自动检验。当检验通过没有错误时，各参数框的左方框内会显示对号，当全部项都以对号勾出后，即可在选择“StartSimulation”菜单命令开始模拟过程。当模拟计算开始后，即会出现作图的进度显示框，如果单击Suspend按钮，则可以暂停模拟计算，对已计算的结果数据进行观察和处理。当模拟计算阶数或中途退出后，用户可以点击如左图的File菜单下的该文件名，其中包含了模型设定和计算过程中数据的重要信息，可以用作模拟过程的检查。3.4要注意的主要问题1.各种水深和水面高度文件数值的设定必须基于同一基准面，如不同则需要事先进行转换方可使用。2.在MIKE21界面下选定某项参数设定框，按动“F1”键即可打开相应的帮助文档以供参考3.地形文件和边界条件设定是模型创建最为关键的两项内容，要特别加以注意。地形文件设定需要注意的一些问题要避免Bathymetry地形文件中出现左图所示的情形，即水体流入或流出开敞边界时，不能出现水体的突然扩张或者压缩的情况。也要避免左图所示的陆地边界和水体的交叉锯齿状排列的情形。当有深窄的水道在拐弯处，如左图最右分图所示，要保证两侧的重叠部分的长度大于水流在一个时步内所流经的长度。如左图所示，海底面地形中可以允许单个突起或者凹陷的存在，但是要避免锯齿状海底的情形。边界条件设定需要注意的一些问题开边界位置的设定要避免图中打叉的情形，即由开边界向计算域外侧平移的范围内，不应当再有计算域内的水体存在。