MIKE21教程
不错的MIKE21中文教程，主要介绍MIKE21水动力模块方面的内容Www.Zlvo.Com42.7风场( Wind forcing)···;;;·36注意:42.8冰盖( ce coverage)4.2.9引潮势( Tidal potential)42.10降水-蒸发( Precipitation- Evaporation)….4142.1波浪辐射应力( Wave radiation)424212源( Sources4342.13水工结构物( Structures)454.2.14初始条件( nitial conditions)42.15边界条件( Boundary conditions)6142.16温度/盐度模块(Tcmpcraturc/Salinity Module)6742.17湍流模块( Turbulence module)42.8解耜( Decoupling)….…6742.9输出( Outputs)…特别说明:本手册部分内容来源于网络。Www.Zlvo.Com第一章模型介绍11简介MIKE21是一个专业的工程软件包,用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境。MIKE21为工程应用、海岸管理及规划提供了完备、有效的设计环境。高级图形川户界面与高效的计算引擎的结合使得MIKE2I在世界范围内成为了一个水流模拟专业技术人员不可缺少的工具。丹麦水力研究所开发的平面二维数学模型MIKE21,曾经在丹麦、埃及、澳洲、泰国及中国香港、台湾等国家和地区得到成功应用,在丬面二维白由表面流数值模拟方面具有强大的功能。目前该软件在中国的应用发展很快,并在一些大型工程中广泛应用,如:长江口综合治理工程、杭州湾数值模拟、南水北调工程、重庆市城市排污评价、太湖富营养模型、香港新机场工程建设等。12MIKE21软件特点(1)用户界面友好,属于集成的 Windows图形界面;(2)具有强大的前、后攵理功能。在前处理方面,能根据地形瓷料进行计算网格的划分;在后处理方面具有强大的分析功能,如流场动态演示及动画制作、计算断面流量、实测与计算过程的验证、不同方案的比较等;(3)多种计算网格、模块及许可选择确俫用户根据自身需求来选择模型(4)可以进行热启动,当用户因各种原因需暂时中断MIKE21模型时,只要在上次计算时设置了热启动文件,再次开始计算时将热启动文件调入便可继续计算,极大地方便了计算时间有限制的用户;(5)能进行干、湿节点和干、湿单元的设置,能较方便地进行滩地水流的模拟:(6)具有功能强大的卡片设置功能,可以进行多种控制性结构的设置,如桥墩、堰、闸、涵洞等(7)可广泛地应用于二维水力学现象的研究,潮汐、水流,风暴潮,传热、盐流,水质,波浪紊动,湖震,防浪堤布置,船运,泥沙侵蚀、输移和沉积等,Www.Zlvo.Com被推荐为河流、湖泊、河∏和海岸水流的二维仿真模拟工具。1.3水动力模块原理131控制方程模型是基于三向不可压缩和 Reynolds值均布的 Navier-SLokes方程,并服从于 Boussinesq假定和静水压力的假定。二维非恒定浅水方程组为Ch Chu chvhSChu ahauvan h6x+=1-a=欧h-a(1-22pa ax po po ph)+-(h12)+hu,Schv chuy chvfuh-ghan h apay po aygh ap2 Po ay Po po po、ax11)+hS式中:t为时间:x,y为笛卡尔坐标系坐标;n为水位;d为静止水深;h=n+d为总水深;tn,v分别为x,y方向上的速度分量;f是哥氏力系数,f=2 osin p,(为地球白转角速度,为当地纬度;g为重力加速度;p为水的密度;Sx、SS分别为辐射应力分量;S为源项;(uy,ν)为源项水流流速。字母上带横杠的是平均值。例如,矿、ν为沿水深平均的流速,由以下公式定义hu= udz, hvdzWww.Zlvo.Com为水平粘滞应力项,包括粘性力、紊流应力和水平对流,这些量是根据沿水深平均的速度梯度用涡流粘性方程得出的:T=2A2A13,2数值解法)空间离散计算区域的空间离散是用有限体积法( Finite volume method),将该连续统体细分为不重叠的单元,单元可以是任意形状的多边形,但在这里只考虑三角形和四边形单元。在MKE软件2007版本只能是三角形网格。浅水方程组的通用形式一般可以写成上(U)=S(U)(1-6)式中:U为守恒型物理向量:F为通量向量;S为源项在笛卡尔坐标系中,二维浅水方程组可以写为OU O(F-F)O(FY-Fy)S(1-7)式中:上标/和分别为无粘性的和粘性的通量。各项分别如下:0hCu+g(FhuyOu Cha0Fk=lhAolhugh42Www.Zlvo.Comadh2thPu cy Pogn+fuhpe gn opythiPo oy Po对方程(46)第i个单元积分,并运用 Gauss原理重写可得出「a(Fa)-JA(1-9)式中:A1为单元g2的面积;I;为单元的边界;ds为沿着边界的积分变量这里使用单太求积法来计算面积的积分,该求积点位于单元的质点,同时使用中点求积法水计算边界积分,方程(49)可以写为∑FnAT=S(1-10)式中:U和S分别为第个单元的U和S的平均值,并位于单元中心;NS是单元的边界数;^厂,为第j个单元的长度阶解法和二阶解法都可以用于空间离散求解。对于二维的情况,近似的Riemann解法可以用来计算单元界面的对流流动。使用Roc方法时,界面左边的和右边的相关变量需要估计取值。二阶方法中,空间准確度可以通过使用线性梯度重构的技术来获得。而平均梯度可以用由 jawahar和 Kamath于2000年提出的方法来估计,为了避免数值振荡,模型使用了二阶TVD格式。(2)时间积分考虑方程的一般形式aU=G(U)1-11)对于二维模拟,浅水方程的求解有两种方法:一种是低阶方法,另一种是高阶方法。低价方法即低阶显式的Euer方法Un1=Un+△G(Un)(1-12)式中:为时间步长。高阶的方法为以如下形式的使用了二阶的 Runge kuttaWww.Zlvo.Com方法n12=Un+△G(U,)Un+1=Un+△G(Un+12)(1-13)(3)边界条件1)闭合边界沿着闭合边界(陆地边界),所有垂直于边界流动的变量必须为0。对于动量方程,可以得知沿着陆地边界是完全平稳的。2)开边界开边界条件可以指定为流量过程或者是水位过程3)千湿边界处理动边界问题(T湿边界)的方法是基于赵棣华(1994)和 Sleigh(1998)的处理方式。当深度较小时,该问题可以被重新表述,通过将动量通量设置为零以及只考恳质量通量来实现。只有当深度足够小时,计算不考虑该网格屮元。每个单元的水深会被监测,并且单元会被定义为干、半干湿和湿。单元面也会被监测,以确定淹没边界。满足下面两个条件单元边界被定义为淹没边界:首先单元的一边水深必须小于hn,且另一边水深必须大于h;第二,水深小于hn的单元的静水深加上另一单元表面高程水位必须大于零。满足下亩两个条件单元会被定义为干单元:首先单元中的水深必须小于干水深hn;另外,该单元的三个边界中没有一个是淹没边界。被定义为干的单元在计算中会被忽略不计。单儿破定义为半干:如果单元水深介于h和hm之间,或是当水深小于hy但有一个边界是淹没边界。此时动量通量被设定为0,只有质量通量会被计算。单元会被定义为湿:如果单元水深大于ha。此时动量通量和质量通量都会在计算中被考虑。如果模型中的区域是处在τ湿边交替区,为了避免模型计算岀现不稳定性,使用者可以启用 Flood and Dry选项。在这个情形下使用者必须设定一个干水深Www.Zlvo.Com( drying depth),淹没深度( flooding water depth)和湿水深( wetting depth)者必须满足hn
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MATLAB语言及其应用
MATLAB入门教程，适合初学者。MATLAB语言主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。课程的作用在欧美各高等学校, Matlab成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具,成为本科生、硕士生和博士生的必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门, Matlab已被广泛地用于研究和解决各种具体的工程问题。可以预见,Mab将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用2015/9/14Application of Matlab Language3课程的目的(0 bjectives of This Course)讲授 MATLAB语言基础入门知识,介绍 MATLAB产品的体系、 MATLAB桌面工具的使用方法,重点介绍 MATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤以及如何使用 MATLAB语言编写整洁、高效、规范的程序。并涉及到一些具体的专业应用工具箱(如:信号处理工具箱、图像处理工具箱等)通过本课程的学习,了解、熟悉、掌握 MATLAB的基本编程方法,并具有初步的利用计算机处理、解决实际问题的能力,为进一步学习后续的专业课程做好准备本课程的特点( Features of This course)交叉性课程,是计算机技术、数学理论知识以及诸多工程理论知识的综合。实践性课程内容多,课时少,要求同学上课认真听讲,要充分利用上机实践消化、理解、掌握课上讲解内容。2015/9/14Application of Matlab Language4课程安排课堂教学:共24学时;(1-12周)上机试验:共24学时(2-13周,周二7-8节,九实401、402、403)口学习成绩1)上机实验成绩占30%2)考勤10%3)考试60%(随堂考试)。主要参考书《精通 MaTLAB6.5》张志涌等编著,北航出版,2003年《高等应用数学问题的 Matlab求解》薛定宇等著,清华大学出版社,2004年《 Matlab程序设计与应用》刘卫国主编,高等教育出版社2015/9/14Application of Matlab Language授课宗旨讲授 MATLAB的通用功能。寓教于例,由浅入深。关于科学计算,着重强调理论概念、算法和实际计算三者之间的关系。2015/9/14Application of Matlab Language第一讲 Matlab概述前言Matlab软件概述Matlab的桌面环境及入门知识2015/9/14Application of Matlab Language1 Matlab概述内容Matlab发展历史Matlab产品家族 Matlab family of product体系Matlab语言的特点。目的全面了解 Matlab软件包激发对Maab软件的学习兴趣2015/9/14Application of Matlab Language81.1 MATLAB的历史及影响70年代中期, Cleve moler博土及其同事在美国国家基金会的帮助下,开发了 LINPACK和EⅠ SPACK的 FORTRAN语言子程序库,这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。到了70年代后期,身为美国新墨西哥州大学计算机系系主任的 Cleve moler,在给学生上线性代数课时,为了让学生能使用这两个子程序库,同时又不用在编程上花费过多的时间,开始着手用 FORTRAN语言为学生编写使用Cleve molerLINPACK和 EISPACK的接口程序,他将这个程序取名为MATLAB,其名称是由 MATrix和 LABoratory(矩阵实验室)两个单词的前三个字母所合成。在1978年, Malab就面世了。这个程序获得了很大的成功,受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里, Matlab在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传。2015/9/14Application of Matlab Language将 MATLAB商品化的不是 Cleve moler,而是一个名叫 Jack little的人。当免费的 MATLAB软件到 Stanford大学, Jack little正在该校主修控制,便接触到了当时 MATLAB,直觉告诉他,这是一个具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久,就开始用C语言重新编写了 MATLAB的核心。在 Moler的协助下,于1984年成立 MathWorks公司,首次推出 MATLAB商用版。在其商用版推出的初期, MATLAB就以其优秀的品质(高效的数据计算能力和开Jack little放的体系结构)占据了大部分数学计算软件的市场,原来应用于控制领域里的一些封闭式数学计算软件包(如英国的UMST、瑞典的LUND和SⅠMNON、德国的 KEDDC)就纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。2015/9/14Application of Matlab Language10
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