MIKE21 HD计算原理及应用实例

简要说明平面二维水流数学模型MIKE21的功能和应用情况,较详细地介绍该软件中的水动力学模块(HD模块)的计算原理和计算参数,以渤海湾大范围潮流场和天津港国际邮轮码头工程港池小范围潮流场数值模拟为例,展示该模型的模拟效果。结果表明,该模型可较好地反应实际情况。随着计算机技术的发展,数学模型和数值试验在科学研究、工程设计中的地位和作用不断提高,将水动力数值模拟全过程设计成软件包,配合良好的前、后处理工具,降低技术门槛,可使其通用性大大加强,是未来水动力数值模拟发展的方向。     

广西近海溢油扩散数值模拟

利用MIKE 21 HD模块模拟广西近海二维潮流特性,根据实测水文资料对广西近海二维水动力模型进行了验证。应用MIKE 21 OS溢油模块加载广西近海二维水动力数据,建立广西近海二维溢油扩散模型,对溢油事故进行影响预测。研究结果表明,风场、潮流场和溢油事故发生位置对溢油轨迹都有着重要影响。风场是油膜漂移方向的最大影响因素,在不同溢油事故发生位置的工况下,溢油的漂移轨迹和扫海范围可能完全不同。     

复杂水域波浪物理模型与数学模型对比研究

基于MIKE21-BW模块,采用多种概化处理模型,研究了烟台港某工程港内波高分布和波浪传播状况。通过与物理模型进行对比,分析了各概化模型的优缺点,选择较优方案。结果表明:对于整个港池波高分布情况,各方案数学模型模拟结果和物理模型试验结果基本吻合,均能较好反映波高分布趋势及一些较复杂波浪传播变形现象。但其中存在多种波浪组合,同时包括波浪折射、反射、绕射、破碎、爬坡且反射波占主导地位的局部水域,数学模型模拟的波高数值都与物理模型结果相去甚远,说明MIKE21-BW仍不能很好模拟此类复杂波况水域。     

大型挖入式布局的港池设计波要素推算方法

我国沿海发达地区尚未开发的天然建港岸线资源所剩不多,近年来在沿海可以利用的地区已建设或规划多个大型挖入式布局港池。挖入式布局的港池因具有充分利用岸线、掩护条件优越、便于管理等特点,在国内外应用较广。港池设计波要素是码头设计过程中的重要研究参数之一,而目前主流的商业软件MIKE 21 SW波浪模型、MIKE 21 BW波浪模型在对大范围港池的港内波浪场进行计算时各有欠缺。以横沙大型港池为例,比较几种不同波浪推算方法的计算结果,提出了结合MIKE 21 SW、MIKE 21 BW两种波浪模型进行叠加的推算方法。     

天津港国际邮轮码头工程泥沙数模试验研究

根据天津港整体发展规划,拟在东疆港区南端建设一个邮轮码头。根据现场实测资料分析,利用MIKE21 Flow Model模块建立了天津港海域大模型和邮轮码头海域小模型,其中大模型为小模型提供水动力模型所需要的开边界条件。其模拟结果为泥沙数学模型提供了潮流动力条件。在对模型进行充分验证的基础上,计算了现状单航道和复式航道开通2种情况下邮轮码头港池内的流场和泥沙淤积情况。计算结果表明,该工程是可行的。     

谱方程模型在设计波要素计算中的应用

为分析谱方程模型在设计波要素计算中的适用性,以长江口口内水域的设计波要素推算为例,首先利用海图数据及长江口河口段地形数据构建波浪数学模型(MIKE21-SW模块),并验证了寒潮期间南槽东测站的风浪过程。然后对长江口附近气象站风速资料进行分析,确定计算水域的设计风速。最后在验证模型适用性的基础上,计算得到特定水域的设计波浪要素。     

波浪变态模型试验变率影响的计算机仿真研究

基于MIKE21软件系统中的Boussinesq模块,应用波浪运动相似关系,建立了以波浪折射和绕射为主的多个不同变率的变态模型,并对不同变率模型的港内波高分布进行了模拟.入射波浪为随机波,变态率取为1～3.通过不同变态模型计算结果和正态模型计算结果以及原型数值计算结果的比较,就变率对试验结果的影响进行了探讨,并给出了不同情况下的变率允许值的适用范围.     

基于BIM+IoT+AI的南湖水系治理智慧管理及应用

湿地建设、流域治理等水环境项目具有点多、线长、面广、边界开放等特点,且技术集成度高、资源整合困难、安全管理严苛,项目管理面临新的挑战.在整合原有项目技术管理手段的基础上,利用GIS+BIM(地理信息系统+建筑信息模型)、IoT(物联网)、AI(人工智能)、MIKE21(水动力学模型)等技术,结合勘察设研公司自主开发的工...     

迈湾水利枢纽升鱼机集鱼槽进口位置选择分析

进口诱鱼效果是过鱼设施设计成败的关键,已成为当下研究的热点。为有效解决迈湾水利枢纽升鱼机集鱼槽进口布置问题,提高过鱼效果,基于MIKE水动力软件中的MIKE21水动力模块,构建迈湾水利枢纽尾水区域二维模型,对不同机组运行工况下的流场进行分析。结果表明,拟建升鱼机集鱼槽4个备选进口,D进口在过鱼季节不同机组运行工况下,诱.导鱼类.进入集鱼槽的有效运行率为100%,是集鱼槽进口布设的最佳位.置。D进口处水深为216～409m,通过在进口处设置拦鱼电栅,并定量补水使进口流速达到07m/s,与主流流速(约0m/s和1似过鱼设施工程进口布设问题提供借鉴和参考。     

长江口北支中束窄工程对周边水动力及水质的影响

基于考虑水体斜压的MIKE3数值模型的HD模块和Ecolab模块,对长江口及附近海域水动力环境进行数值模拟,并将验证好的模型用于分析预测实施北支中束窄工程对周边水动力环境造成的影响。研究结果表明:中束窄工程围填后,北支流速均有一定程度的降低,北支上段汊口处受到南支涨潮的影响,涨急流速有增大趋势;北支束窄工程对盐度的影响趋势为北支区域盐度值有明显的降低,对枯季北支的盐度倒灌南支起到了明显的控制作用;工程实施后,北支河口处磷酸盐、无机氮与叶绿素a含量增加明显;北支中上段磷酸盐与无机氮平均浓度略有降低,而叶绿素a含量整体有上升趋势。工程围填对南支及外海区域的水动力特征及营养盐含量影响较小。