本文目录

前言
Step 1 导出mesh文件
Step 2 设置模型参数
Step 3 边界条件的获取与处理
Step 4 拟合对比

前言

前文已经讲了如何制作网格文件（.mdf文件），这一博文就讲如何建立水动力模型。

Step 1 导出mesh文件

前文制作好的mdf网格文件不可以直接拿来用的，需要先导出成mesh文件，步骤如下三图：

于是，就可以看到你设定的文件夹里出现了一个 .mesh 的文件，这个就可以用作建立模型了。

Step 2 设置模型参数

首先，选择【MIKE 21】→【Flow Model FM（.m21fm）】，然后就打开了设置参数的界面，如下两图：

接下来，设置一下参数。

【Domain】，加载mesh文件，其他参数均保持默认。

【Time】，这个需要自己设置，如下图：

模拟结束时间－模拟开始时间 = 时间步长 × 时间步数

对于时间步长如何确定，也并没有特定的要求，我一般是根据情况取 60(1分钟) 或 120(2分钟) 或 180(3分钟) 或 240(4分钟)。

关于时间步长和时间步数，我自己做了一个 Excel 小工具，很方便计算，上传到我的CSDN资源库里了，有需要的读者可以到资源栏目中自行下载（不需要积分），叫做：【MIKE小工具】-计算时间步数-晏长街。

【Module Selection】，模块选择，其中水动力模块（Hydrodynamic）是必选的。我们这里也只选择水动力模块。

接下来的设置就都是水动力模块的参数了。

【Solution Technique】，算法。

Shallow water equations，浅水方程，Time和Space均选择低阶运算方法（Low order，fast algorithm）就行，其余均保持默认。

Transport equations，传输方程，均保持默认。

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

【Flood and Dry】，干湿边界，一般取默认值。干水深 0.005m，淹没水深 0.05m，湿水深 0.1m。

【Density】，密度，一般保持默认选择正压模型，Barotropic。

如果选择正压模型，温度和盐度会被定义为常数，在整个模型中保持不变。

事实上，如果水体充分混合，温盐密度在垂直方向都是定值；并且在大多数情况下，密度梯度对二维浅水方程的影响是很小的，几乎可以忽略不计。

【Eddy Viscosity】，涡粘系数，默认采用Smagorinsky formulation，均采用默认即可。

【Bed Resistance】，底床糙率选用曼宁系数（Manning number），常数值需要自己设置，一般是根据拟合结果来多次回代确定。

一般我们根据拟合结果回调的值也就是底床糙率这个参数了。

【Coriolis Forcing】，科氏力，一般默认选择Varying in domain。

【Wind Forcing】，如果有风力数据，可以勾选这一项。随时间、空间变化的情况，对应dfs2文件。随时间变化、空间定值的情况，对应dfs0文件。其他均保持默认。

【Ice Coverage】，冰盖，一般不考虑。

【Tidal Potential】，引潮势，这是一个很弱的作用力，通常会在深且封闭的水体中作用明显，一般不考虑。

【Precipitation - Evaporation】，降水-蒸发，一般不需考虑。

【Wave Radiation】，波浪辐射应力，一般不需考虑。

【Sources】，源，一般不需考虑。

【Structures】，水工结构物，一般不需考虑。

【Initial Conditions】，初始条件，这个涉及到一个问题就是“冷启动”还是“热启动”。关于两者概念及具体操作今后会专门再讲的。一般第一次跑模型都会选择冷启动方式，选择Constant 常数，Surface elevation 初始水位默认保持0就行。其他默认即可。

【Boundary Conditions】，边界条件。

对于 Land boundary 陆地边界，选择 Land（zero normal velocity）即可。

对于开边界，选择 Specified level 水位设定，边界格式选择 Varying in time and along boundary 随时间且沿边界变化，然后导入潮汐边界条件dfs1文件。关于这个潮汐边界条件dfs1文件如何获取，请读者耐心往后看，在本博文Step3里面会讲到的。其他均按默认即可。

如下图所示：

【Decoupling】，解耦，一般不需要考虑。

【Outputs】，输出。

首先 New output，新建一个输出项目，如下图，可以自己命名。

然后，Output specification，对这个输出项目进行设置，一般如下图设置就行。

再然后，Output items，选择自己需要的模块，一般研究水动力的话就勾选Surface elevation，U velocity，V velocity。其他根据自己情况添加。

至此，参数就设置完成了。

接下来，就点击【Run】→【Start Simulation】，模型就开始运行了。运行完成后，点击【View】就可以查看模型计算结果。如下图：

Step 3 边界条件的获取与处理

我们刚刚讲了，边界条件 Boundary Conditions，对于开边界，需要导入 dfs1 文件。那么，这个dfs1文件是怎样获取的呢？

MIKE自带了一个潮汐预测的工具，可以根据这个工具来生成开边界水位数据。

具体操作如下图：

然后，就会发现，你选择的目录里生成了一个dfs1的文件，那个就是开边界的水位条件。

但这个dfs1文件还不能直接用在模型参数输入里面，必须修改一下。因为这个软件生成潮位边界的时间是格林尼治时间，而我们中国的海域的验测的水文数据用的是北京时间，北京时间比格林尼治时间滞后8个小时。

因此，我们要做的就是将开边界水位条件dfs1文件中的全部数据整体滞后8个小时。具体操作如下：

先复制一份水位条件，然后把两个dfs1文件同时打开，如下两图：

然后对dfs1源文件，选中全部数据，将其删除，操作如下两图：

再然后对dfs1副本文件，选中全部数据，ctrl + C 复制，如下图。

再转到刚刚数据全部被删掉了的源文件中，找到滞后8小时后的时间行，选中这一行，然后ctrl + V 粘贴，如下两图。

这样，这个边界条件文件dfs1就可以用在参数输入里面了。那个副本已经没用了，删掉就行了。

Step 4 拟合对比

拟合对比就是将你的模拟结果与实测数据进行对比，一般实测数据就是潮位站的水位数据，和潮流站的u速度分量、v速度分量数据(或流速流向数据)。

如果拟合的结果较好，则代表模型可以很好的模拟现实海湾；如果模拟结果较差，则代表模型不能代表海湾情况，必须重新调整，调整边界或者参数，一般如果你觉得边界基本没啥问题的话，那就调整参数就行，基本就是底床糙率那个参数了。

至此，水动力模型就初步建立起来啦！

以上就是全部内容啦~

希望可以得到你的赞，非常感谢！

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