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6.2 喷流源(Jet Source)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 6 验证(Validation)

      Fan(1967)开展了系统性的实验:将负浮力喷流(negatively buoyant jet)竖直向下排放至横向来流(crossflow)以及静止分层水槽(stagnant st...

Updated 9 months ago by Ruyang

6.1 急弯处溃坝流(Dam-break Flow through Sharp Bend)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 6 验证(Validation)

      待研究的物理模型由上游近似正方形的水库与一条 L 形渠道组成。水库区以及 L 形渠道两段交汇转角处的流动基本为二维;然而数值与实验均表明,在两段直线渠道中流动主要呈一维特征。溃坝流中...

Updated 9 months ago by Ruyang

5.3 近场—远场耦合(Nearfield-Farfield model coupling)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 5 射流源(Jet Sources)

      近场与远场耦合包括两部分:读取环境条件作为近场喷流模型输入,以及在近场结束时将喷流排放释放到远场水动力模型。         环境流条件可取喷流位置处的局地条件,或取上游环境条件(...

Updated 9 months ago by Ruyang

5.2 近场区域末端(End of Nearfield region)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 5 射流源(Jet Sources)

      一般而言,当喷流相对于环境流的驱动特征(动量与浮力)衰减后,即到达近场区末端,其体积与标量质量可转移至远场区并由环境流扩散输运。该情况可在不同情形下发生:   - 横向来流中的喷流...

Updated 9 months ago by Ruyang

5.1 近场计算(Nearfield Calculations)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 5 射流源(Jet Sources)

      近场解基于 Jirka (2004) 所述的积分喷流模型方程,通过在给定环境条件下求解体积通量与动量通量、盐度与温度(若包含)等守恒方程,确定喷流/羽流的稳态解。         ...

Updated 9 months ago by Ruyang

4.1 净入渗率(Net Infiltration Rates)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 4 入渗与渗漏(Infiltration and Leakage)

图 4.1 入渗过程示意图       净入渗率由用户直接给定,并在全域内对每个单元作为一个简单的汇项(sink)起作用。         在每个水动力时间步内,当二维水平流动方程求解完...

Updated 9 months ago by Ruyang

3.1 空间离散

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 3 数值求解

      求解域内的离散采用有限体积法(finite volume method)。空间域通过将连续体划分为互不重叠的单元/网格单元(cells/elements)来离散。         ...

Updated 9 months ago by Ruyang

目录

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档

1 引言 2 控制方程     2.1 笛卡尔坐标系下的三维控制方程         2.1.1 浅水方程        2.1.2 盐度和温度输运方程        2.1.3 标量...

Updated 9 months ago by Ruyang

4.2 带容量限制的恒定入渗(Constant Infiltration with Capacity)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 4 入渗与渗漏(Infiltration and Leakage)

      带容量的常量入渗通过一个简化模型描述从自由水面区到非饱和带、以及从非饱和带到饱和带的水量交换。模型假设如下:   - 非饱和带被建模为一个入渗带(infiltration zone...

Updated 9 months ago by Ruyang

1.1 引言

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 1 引言

本文档旨在介绍由 DHI Water & Environment 开发的新型 MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM 建模系统的科学背景。进而为用户详细描述水流与输运模型方...

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3.2 时间积分(Time Integration)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 3 数值求解

      考虑一般形式的方程: $$ \frac{\partial\boldsymbol{U}}{\partial t}=\boldsymbol{G}\big(\boldsymbol{U}\...

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2.10 热交换(Heat Exchange)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      与大气的热交换基于以下四个物理过程计算:         • 潜热通量(蒸发导致的热损失)         • 显热通量(对流导致的热通量)         • 净短波辐射  ...

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2.8 潮汐势(Tidal Potential)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      潮汐势是由地球、月球与太阳相对运动引起的重力变化所产生的体力,作用于整个计算域。该强迫在频率空间展开,可表示为多个潮汐分潮的叠加。模型以“平衡潮”(equilibrium tide)...

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2.9 波浪辐射应力(Wave Radiation)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      可在模拟中考虑短周期波破碎产生的二阶应力。辐射应力作为平均流的驱动力,可用于计算波生流。对三维模拟采用简化处理:辐射应力在垂向上取均匀分布(uniform variation)。

Updated 9 months ago by Ruyang

2.7 冰盖(Ice Coverage)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      可考虑冰盖对流场的影响。         在海面被冰覆盖的区域,风应力被排除,表面应力改由冰面粗糙度引起。表面应力 $\vec{\tau}_{s}=(\tau_{sx},\tau_...

Updated 9 months ago by Ruyang

2.6 风应力(Wind Stress)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      在无冰覆盖区域,表面应力 $\vec{\tau}_{s}=(\tau_{sx},\tau_{sy})$ 由水面上方风场决定,经验关系为: $$ \vec{\tau}_{s}=\rh...

Updated 9 months ago by Ruyang

2.5 底部应力(Bottom Stress)

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      底部应力 $\vec{\tau}_{b}=(\tau_{bx},\tau_{by})$ 由二次摩擦定律确定: $$ \frac{\vec{\tau}_{b}}{\rho_{0}}=...

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2.4 球坐标下的二维控制方程

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      在球坐标中,自变量为经度 $\lambda$ 与纬度 $\phi$。水平速度场 $(\overline{u},\overline{v})$ 定义为:$$ \overline{u}=R...

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2.3 笛卡尔坐标下的二维控制方程

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

2.3.1 浅水方程       对水平动量方程与连续方程在水深 $h=\eta+d$ 上做垂向积分,可得到二维浅水方程: $$ \frac{\partial h}{\partial t}+...

Updated 9 months ago by Ruyang

2.2 球坐标与 σ 坐标下的三维控制方程

MIKE 21FM 、MIKE 3 FM,流体动力学模块,科学文档 2 控制方程

      在球坐标系中,自变量为经度 $\lambda$ 与纬度 $\phi$。水平速度场 $(u,v)$ 定义为: $$ u=R\cos\phi\frac{d\lambda}{dt}\qu...

Updated 9 months ago by Ruyang