delft3d_水流计算笔记.pdf-资料库

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Delft 3D 计算水流泥沙第1章网格 1.1 确定模型范围即确定网格范围，确定河道起止断面，河堤位置等；另，可将桥梁位置，工程布置，测流点等予以标注。 *.ldb (land boundary)文件在记事本或 UE 里编辑后保存为后缀名为 .ldb 的文件即可。 l m n 2 x1 y1 x2 y2 … … xn yn l 代表 line，m 表示当前是第几条线， n 表示这条线有多少个点， x y 表示点坐标，具体格式见附件 LDB 文件。其中 x,y 坐标的提取，利用 cad-excel 插件的提取多段线坐标功能。确定模型边界时，力求准确，缩小范围，减少后期处理数据量（网格数量）。打开 GRID 模块的 RGFGRID，File→Open Land Boundary（图 1-1） 1.2 Splines 分割模型即绘制 spline 样条曲线。打开 GRID 模块的 RGFGRID，File→Open Land Boundary（图 1-1），找到 *.ldb 文件打开（图 1-2）。为打印命令外，其他都是视图范围调整按钮。除第一个

图 1-1 图 1-2 导入 ldb 文件

图 1-3 Spline 样条曲线（绿色）在 land boundary 的参照下，点击开始画 Splines 样条曲线，删除整条线，调整单个点，删除单个点。左键点击画点，右键结束一条线， ESC键可以回退一步，注意 3D 中操作只可以回退一步，所以操作要稳准，且注意随时保存。画 Spline 时注意中间岛的处理，如果岛较大且无地形数据，在差值地形前需要删掉网格以便计算，则岛可以用两条 Spline 包裹，以节省网格。如图 1-3。画 Spline 线时，注意河道狭窄处的处理。 Spline 线顺延河段较宽处的走势，画在 land boundary之外，这样在生成网格时，避免了此处网格过密。 Splines画好后， File→Save Splines，保存为 *.spl 文件。 1.3 生成网格打开 *.spl 文件，点击生成网格，生成网格时，Settings→Change Parameters，设置自动生成网格的参数。图 1-4。M-Refinement Factor 为 M 方向 Splines 之间生成网格数量，同理，N-Refinement Factor 为 N 方向 Splines 之间生成网格数量。生成网格后， View→Grid Properties→orthogonality 查看网格正交性。按钮：增加、删除、移动单个网格点。

图 1-4 打开 GRID 模块的 RGFGRID，Operations→Orthogonalise Grid，调整整个网格的正交化。 Edit→Block Orthogonalise，局部调整正交化。点击 File→Save Grid，将网格保存为 *.grd 文件。

第2章地形差值 2.1 制作地形文件从 CAD 中分图层导出水深点、计曲线、首曲线、陆地高程点等，转为 DXF 文件，之后利用小程序等将地形点保存为 *.xyz 文件。提取地形点之前，把模型范围外的地形点删掉，减小提取数据的数量，便于差值。注意：3D 中的地形点 Z 坐标跟现实是反向的，即 0m 以下为正、以上为负。从 CAD 中提取后，在 Excel 里修改。具体格式见附件 XYZ 文件。 2.2 导入地形文件打开 GRID 模块的 QUICKIN ，File→Open land boundary/Open Grid/Samples， Add 分别打开边界文件、网格文件、地形文件，添加第二个地形文件时选择 Samples。 2.3 差值用 Polygon 分片圈出小块地形，（小块差值快，因为是整个选定区域计算，所以小块差值结果准确），Operations→Triangular Interpolation，进行三角差值， Operations→Internal Diffusion ，进行内部边界扩散， Operations→Smoothing，进行平滑，平滑一般三次，多次平滑导致数据失真，区于一致。内部扩散前内部扩散后一定在 polygon 圈出小块区域后差值，不然会死机的。差值地形时，可以 View→Sample Points→No Sample Points，关闭地形点显示，更清楚的看到已差值边界。给没有地形点的网格赋值。用 Polygon 圈出没有地形点的网格区域， AddSubDel → Combine Depth and Uniform Value→ Fill Missing Depths With Uniform Value。局部地形调整见尾注 i

差值地形后， File→Save Depth，保存为 *.dep 文件。第 3章水流泥沙计算文件打开 FLOW 模块的 Flow input 。 3.1 Description: 简要描述该计算模型，便于自己查看。 3.2 Domain: 定义域，即打开网格文件与地形文件，添加干点和薄坝。 3.2.1 Grid parameters 打开网格文件点击 Open grid，找到制作好的网格文件 *.grd 点击 Open grid enclosure，打开自动生成的跟网格文件配对的 *.enc 文件。 Latitude：填写工程区的纬度。 Orientation： Number of layers:分层，用于三维水流计算。二维即为 1。 3.2.2 Bathymetry: 地形文件有两种方式： 1、选择 File，点击 Open，打开差值好的地形文件 *.dep。 2、选择 Uniform ，给整个区域赋统一值。 3.2.3 Dry points: 添加干点有两种方式： 1、点击 Add，输入 M1、N1、M2、N2 的值，即确定干点位置。 2、点击工具栏的 View→Visualisation Area，打开视图，在网格上点击添加。添加干点后，点击 Save，把干点文件保存为 *.dry 。 View 视图下的操作方法。参见尾注 ii 。 3.2.4 Thin dams 添加薄坝具体操作跟添加干点类似，参见尾注 ii 。 3.3 Time frame 时间范围确定模型计算起止时间、步长。 Reference date：模型计算模拟的大约时间点。 Simulation start time：模型计算开始时间点。 Simulation start time：模型计算结束时间点。 Time step：时间步长。

3.4 Processes 过程量 Constituents：成分即参与计算的计算量，包括 Salinity、Temperature、Pollutants and tracers、Sediments即盐度、温度、污染物、泥沙。 Physical：物理量即参与计算的外力，包括 Wind、Secondary flow、Wave即风、二次流、波浪。 Man-made：Dredging and dumping人工即疏浚和填槽等。选择以上过程量后，会在之后的初始条件等选项中出现相应的设置选项。 3.5 Initial conditions 初始条件初始条件可以赋统一值（Uniform values），也可以通过 Initial conditions file 、 Restart file、Map file 文件赋值。在 Processes中选择的过程量，都出现在初始条件内，需要赋初始值。 3.6 Boundaries 开边界添加、删除等编辑开边界操作与添加干点、薄坝等相似，具体见尾注 ii。 3.6.1 Flow conditions 水流条件： Type of open boundary(quantity)即开边界的类型，包括 Total discharge、Water level 即总流量、水位等。 Reflection parameter alpha: Forcing type： 3.6.2 Transport conditions 输移条件泥沙、温度、污染物等。 3.7 Physical parameters 物理参数 3.7.1 Constants 常数包括 Gravity、Water density、Air density、Wind drag coefficients 即重力加速度、水密度、空气密度、风阻系数等。 3.7.2 Roughness 糙率 1、Bottom roughness 底部即河床糙率 Roughness formula 糙率准则： Manning、Chezy、White-Colebrook 即曼宁、谢才、柯式布鲁克准则。赋值 :可以赋统一值，也可以通过文件赋值。糙率文件的制作参见尾注 Stress formulation due to wave forces 波浪力计算公式 2、Wall roughness 边壁糙率 iii 。

Slip condition 滑动条件： Free、Partial、No 3.7.3 Viscosity 涡粘系数 Background horizontal viscosity/diffusivity 水平、扩散涡粘系数赋值 :可以赋统一值，也可以通过文件赋值。涡粘系数文件的制作参见尾注 iii 。 Model for 2D turbulence 2D 湍流模型 3.7.4 Heat flux model 热交换模型 3.7.5 Sediment 泥沙 3.7.6 Morphology 3.7.7 Wind 风 3.8 Numerical parameters 数值参数 Drying and flooding check at 干点与淹没检测 :Grid cell centres and faces 网格中心与边界、 Grid cell faces only 网格边界 Depth specified at水深点赋值： Grid cell centres 网格中心、 Grid cell faces 网格顶点。 Depth at grid cell centres网格中心的水深值： Max、Mean、Min 。 Depth at grid cell faces 网格边界的水深值： Mor Threshold depth: Marginal depth: Smoothing time: Advection scheme for momentum: Advection scheme for transport:

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