【MIKE21】MIKE21筆記-HD

HD Model

1.Solution Techinique

• 高階/低階：計算比較湍急的河流（比如流速1m/s以上），湍流擴散爲主的時候用高階計算，對擴散羽的反應比較清楚。對擴散區域需要有明確描述用高階計算，多用於研究型項目，比如排污口污染帶面積計算。一般項目用低階計算。高階計算速度約是低階的3~4倍。
• 時間步長：水量較大，比如洪水工況（10000m3/s的來流），時間步長可調小；常見城市河道時間步長可稍大，可直接用默認參數計算。Critical CFL number範圍可設置爲0.8~1，默認採用0.8就可以。Transport equation保持默認就可以。Maximum time step最好與Time菜單下的Time step interval一致

2.Depth

• 地形變化。比如考慮河道淤積，地形會慢慢變化，需要一個動態的dfsu。建議對模型進行切割，比如跑完一個季度，更換一個地形進行模擬。對於航道的模擬應用比較多

3. Flood and Dry

• No flood and dry：會對所有網格進行計算，計算量比較大。
• Flood and dry：河邊上有個網格，水是1cm，計算起來可能比較麻煩，我們又不是特別關注的話，可以忽略掉這些網格的計算。水動力計算包括兩個方程，一個是動量方程，一個是連續性方程。Drying depth指的是當水深低於這個值的時候，就認爲這個區域是乾的，不進行計算；wetting depth，當水深低於該值的話，只進行一個連續性方程計算，不進行動量方程計算。推薦使用默認值，如果需要使用MIKE21進行徑流計算的話，可以把這個值改小。

4.Density

• Barotropic：密度不變
• 溫度&鹽度：通過輸入溫度、鹽度邊界，計算比如鹽水入侵的情況，密度流，異重流。或者進行大型水庫的水溫分層情況模擬，比如對水庫進行環評，會要求對下泄流量的溫度進行控制。建議用3維模擬。

5.Eddy Viscosity

• 建議保持不變，有些公司根據物理模型去改，或者做海洋工程可能需要去修改

6.Bed Resistance

• 糙率：建議先給一個恆定值進行初期調試，之後再去改面文件的糙率。面文件糙率根據地勘數據獲得，現在地勘結果可以看到地形上的草叢、灘邊礫石帶、淤泥等

7.科氏力

• 地球自轉帶來的作用力。只有在算特別大的湖泊的時候才需要用到，幾百米的河道或湖泊不需要使用。默認是打開的，前提是不能使用城建座標系，因爲這個功能需要知道該項目具體在地球上哪個位置。如果使用local座標系，需要把科氏力關掉

8.Wind forcing

• 城市小流域風的影響會比較小。除非河道流速不明顯，那麼就需要加上風。大湖泊主要流場形成是風生流，所以一定要加上風。
• 風摩阻：用來率定，有實測值更好，不同風速可以給不同的摩阻係數
• 風玫瑰圖作用不大，推薦使用時間序列

9.冰蓋

• 針對北方結冰河道，河道阻力比較大，使用頻率較低

10.Tidal potential

• 跟潮流波浪有關

11.蒸發-降雨

• 要嚴格計算一個湖泊的水量平衡，需要拿到蒸發數據
• 如果項目區域特別大，有多個氣象站，需要做面文件然後插值
• Net precision：默認扣掉了蒸發的純降雨

12.Infiltration

• 地下水入滲和出滲，默認正值是出滲

13.Wave Radiation

• 需要算好加進來

14.點源

• 沒有點源/面源的區別，因爲坡面入流比較少，都用點源進行添加。比如農田面源，都用灌渠排放，直接找到灌渠的位置作爲點源加進去。如果無法確認入河/入湖口，可多點幾個點源進行添加，因爲模型裏面沒辦法添加線源。
• 可以直接點也可以通過經緯度加

15.水工構築物

• 堰：可直接在地形裏概化
• 涵洞
• 堤：提取前後網格的水位和流量信息，計算出這個網格的阻力
• 閘門：定義開度，引用國標閘門公式，計算閘門過流流量

16.初始水位

• 0表示初始無水
• 熱啓動，提水面文件或提水深/流速文件

17.邊界條件

• 類似source
• 要導入mesh後纔會出現
• 計算感潮流最好用上游流量和下游水位，因爲上下游水位不一定算得準。如果不確定上游和下游，最好一個流量一個水位，流量有正有負。如果模型特別大，上下游幾十公里，可以用兩邊水位。切忌使用上下游都是流量，因爲這樣累積誤差會特別大，模型容易計算不穩定
• 陸地邊界：a.垂向流速爲0，b.垂向和平行岸線的流速都爲0。多選擇第一種情況
• Soft start：上游來流特別大，初始值可能不好給，就用soft start進行一個慢慢疊加。推薦用sine曲線，時間步長（花多少時間變到這個邊界流量），基準值（從多少變到這個流量，一般從0開始）
• 邊界水位最好與初始水位匹配，如果相差較大，模型容易算崩

18.解耦

• 水質都是基於水動力進行計算的，水動力如果率定好了就不需要去改了，就可以讓水質和水動力解耦，把每一步的水動力結果存下來，在這個基礎上只進行水質的計算。

19.輸出

• 可輸出面文件、點文件、斷面文件
• 2D：面文件，先輸出面文件，之後可以從面文件去提各種點的數據。選擇discrete values
• Mass budget：統計結果，流域水量等
• Discharge：斷面流量
• 水位、相對河牀底的水深、相對水平面的水深、U和V方向的流速、P和Q是流量通量
  

20.運行設置

• 並行設置保持默認，無法邊跑邊看結果
  
• 串行設置爲1，可以邊跑邊看結果