MIKE21二维水动力模块中文教学详解

MIKE21是一款广泛应用于河流、湖泊、河口和海岸水流二维仿真模拟的软件工具。本教程提供了详细的中文版制作流程，重点讲解了其水动力模块的工作原理。该模块基于不可压缩的三维Navier-Stokes方程，但为了简化处理，采用了二维非恒定浅水方程组，遵循Boussinesq假设和静水压力假定。 二维非恒定浅水方程组（1-1）和（1-2）分别描述了流体在时间和空间中的运动状态，其中包含时间（t）、空间坐标（x, y）、水位（h）、速度分量（u, v）、静水深度（d）、地球自转角速度（w）、重力加速度（g）、水密度（r）、辐射应力（xx_s, xy_s, yy_s）、源项（S）等关键参数。流速的平均值（hu, hv）通过沿水深积分得到（1-4），考虑了流体的流动特性。 在这些方程中，Reynolds数体现了流动的粘性和惯性效应，纳维耶斯托克斯方程则描述了流体内部的粘滞应力项（Ti j），它包含了粘性力、紊流应力和水平对流的影响。该模型通过这些控制方程模拟水流的运动，如速度场、压力场的变化，以及受到地球自转、地表应力等因素的影响。 MIKE模型在水利数值模拟中扮演着核心角色，它通过数值解算器将这些复杂的物理关系转换为计算机可处理的形式，进而预测和分析各种水文过程，如洪水模拟、潮汐分析、航道评估等。通过学习这个教程，用户能够掌握如何设置边界条件、网格划分、时间步长等关键步骤，以及如何解读和应用模型的输出结果，从而提升对水动力系统理解和控制的能力。