MIKE11 简单实例操作教程 |
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MIKE11 简单实例 实例来源于WaterEurpoe: https://a.aqcld.eu/archives/2019/watereurope.aquacloud.net/courses/a/aquacloud.net/19we/hydraulic-modelling/lesson-3-01---mike-11/exercise1.html 【题目】 模型为一条长约5000米的直水道,横断面为规则矩形,宽50m,深10m。边界条件由一边的流量q(t)=0(封闭通道)和另一边的水位h(t)时间序列给出。除第二个时间步长设置为h0+dh,其他时间设置为恒定水位h0,来指定水位时间序列,以便在系统中生成“波”。 请用不同的水位边界h0值(如2m、4m等)对系统进行模拟,并将结果与波速理论(sqrt(gh))进行比较。考虑一个合适的时间和空间近似(dt和dx)。对于所有其他参数,请使用MIKE11流体力学模型的标准特性。 【建模过程】 前言:本实例仅为一个简单的建模过程,以达到熟悉MIKE11模型文件结构和相关的图形用户界面,不能够完全所有的建模手段。因此,很有必要在建模过程参考MIKE11建模指导手册,获取更多知识和操作方法。 1. 创建一个新的项目 File→New→Project from Template 模板类型选择通用General模板。 2. 建立MIKE11模拟文件 File→New→File→MIKE11——simulation(.sim11)文件;保存sim11文件,并命名。 3. 河网文件创建 1)河网文件(.nwk11)建立: MIKE ZERO→File→New→MIKE11→ River Network;直接默认点击ok,进入河网绘制界面。 2)绘制河网: 点击河网绘制按钮,在绘制窗口随机点击两个点,自动连接为直线,完成直水道绘制。 3)修改河段长度及相关信息: a) 打开河网文件编辑器的表格视窗(View→Tabular View); b) 在Point栏目下修改河道长度,将河道的起始点(1)和结束点(2)的Chainage type均设置为User Defined,将起始点(1)的Chainage设置为0,结束点(2)的Chainage设置为5000; c) 在Branches下修改河道名称(Branch name)、编号(Topo ID)和最大间断距离(Maximum dx)。 注意:Topo ID是唯一标识符,稍后用于链接横截面和其他要素,主要保持完全相同的文本。 长约5000米的直水道河网绘制完毕,保存并命名。 4. 断面文件创建: 1)建立断面文件(.xns11) New→MIKE11→ Cross Sections, 2)输入断面数据 a) 点击Insert Cross Section,输入河流名(Branch1),标识号(Topo1),里程数(0)。 b) 在表格视窗区输入断面X-Z(横向距离-高程)数据,接着在窗口最下方点击Update Markers更新标记。断面为矩形断面,宽度和深度分别为50m和10m。 注意:增加断面输入点行数,鼠标点击表格最后一个方格,单击Tab健。 c) 在列表视窗区内点击鼠标右键,在弹出菜单中选Inser…,插入里程数5000处断面,方法与上述一致。 宽50米,深10米的规则矩形横截面创建完成,保存并命名。 5. 边界文件创建: 1)建立边界文件(.bnd11) New→MIKE11→ Boundary Condition,进入边界文件编辑窗口 2)边界文件编辑 里程数5000m处设置为流量约束边界,Boundary Type设置为“Inflow”,输入相应的河流名称(Branch1)和里程数(5000);视窗中间区只选“Include HD Calculation”;下面的水文边界信息区中TS Type选择Constant,值设置为0。该边界即为流量q(t)=0(封闭通道)。 里程数0m处设置为水位约束边界,按Tap键添加边界,Boundary Type设置为“water level”,输入相应的河流名称(Branch1)和里程数(0);需要创建一个时间序列文件(.dsf0),创建过程见步骤3) 3)时间序列文件创建: 建立时间序列文件(.dfs0):New→MIKE zero→ Time Series,选择blank time series time,进入时间序列文件编辑窗口。 时间步长(Time Step)设置为1min,步长数(No. of TimeSteps)设置为50,信息窗口中Type设置为Water Level,点击ok 进入水位编辑窗口,生成一种破浪,除第二时刻水位设置为6m,其他时刻水位均设置为4m,保存水位时间时间序列文件,并命名。 注:水位数据可在excel中编辑好,直接复制粘贴进来。 回到步骤2)的边界编辑窗口,里程数0处的TS Type选择TS file,导入创建的时间序列文件。该边界即为水位h(t)时间序列。 边界文件创建完成,保存并命名。 6. 参数文件创建: 参数文件主要定义初始条件和河床糙率。 1)建立参数文件(.hd11): New→MIKE11→ HD Parameter,进入参数文件编辑窗口。 2)参数设置 a) 进入初始条件Initial菜单,添加初始水位和流量。初始条件设定的一个很重要目的是让模型平稳启动,所以原则上初始水位和流量的设定应尽可能与模拟开始时刻的实际河网水动力条件一致。实践中,初始流量往往可以给个接近于0的值,而初始水位的设定必须不能高于或低于河床,否则可能导致模型不能顺利起算。 因此本实例将水位设置为4m,流量设置为0。 b) 进入河床糙率Bed Resist菜单,设定河床糙率。河床糙率是率定参数,应根据对模拟河道的认识及模型计算结果确定。 本实例中将河床糙率设置为0.03。 7. 模拟文件创建: 1)打开步骤2建立的模拟文件(.sim11) 2)进入输入Input菜单,将相应的文件加载进入。 3)进入模拟simulation菜单,单位改为秒,应用默认时间区间,初始条件类型设置为Parameter File。 4)进入模拟simulation菜单,输入模拟结果文件名。 5)进入模拟Start菜单,准备开始计算。如果验证状态Validation Status框内都是绿灯,表明没有错误,可以开始模拟计算;点击MIKE11 Classic。 8. 模拟结果 模拟结果需要通过MIKE View进行演示。 MIKE View→File→Open,文件类型选MIKE11结果文件类型(*.res11), 出现如下图对话框,点击OK后进入MIKE View主窗口。 1)纵剖面动态演示。 Plot→Longitudinal Profile(绘制纵剖面),点击河流(选择后呈现绿色),再次点击,默认ok,进入纵剖面动态演示界面,点击run启动计算,观看水位动态。 2)某河道位置水位时间序列变化 Plot→ time series,点击河道里程数5000m处,既可弹出里程数5000m处水位的时间序列变化,可以看到最大波长处的时刻为10:13:17,与里程数0m处波峰时刻10:01:00相差12分17秒。 根据水力学知识可知,表面浅水的波浪速度方程为v=。因此在水深4m的水流中传播5000m需要时长t=13.3min,与模拟结果12.28min接近,说明模型合理。 注:可以设置不同水位边界条件,重新模拟,观察波峰传播时间。比如将水位由4改为2m,波峰水位由6m改为4m,其他条件不变。 |
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