MIKE21FM 非结构网格模型界面说明
MIKE-使用说明
1 基本参数与设置
Mike 21流体模型用来模拟二维自由表面流。适用于水平尺度远大于垂向尺度，垂向流速和垂向加速度可以忽略时，湖泊、河口、海湾、海岸和海洋的水动力、环境现象的模拟。共分为4个模块：
• 水动力模块（Hydrodynamic）；
• 平流扩散模块（Advection-Dispersion）；
• 泥沙输运模块（Mud Transport）；
• 生态过程模块（ECO Lab）。
其中，水动力模块是基础，为其他三个模块的计算提供动力。泥沙输运模块可以用来模拟波流共同作用下粉砂、淤泥和粘土的冲刷、输移与沉降。
适用范围：矩形网格。
MIKE 21/3耦合流体模型是海岸河口地区精确的动态模拟系统，包括以下模块：
• 水动力模块（Hydrodynamic Module）
• 输运模块（Transport Module）
• 生态过程、溢油模块（ECO Lab/Oil Spill Module）
• 淤泥输运模块（Mud Transport Module）
• 粗砂输运模块（Sand Transport Module）
• 粒径追踪模块（Particle Tracking Module）
• 波谱模块（Spectral Wave Module）
其中，水动力模块与波谱模块是最基本的两种。
适用范围：三角网格。
ADI算法（Alternative Direction Implicit Method）：交替方向隐式方法。
把每一个时间步长分成两步进行，前半步隐式计算x方向流速分量及潮位，显式计算y方向流速分量；后半步隐式计算y方向流速分量及潮位，显式计算x方向流速分量。
地形中水深采用当地平均海平面以下水深，而非海图水深，故需在海图水深上增加2.9m。
指模拟的时间段，包括起始时间（simulation start time）、总步数（no. of time steps）及时间步长（time
MIKE21介绍
MIKE21介绍
MIKE21软件基于有限元和有限差分方法，利用数值模型来描述和求解水动力学方程。它的核心功能包括计算流速、水位、悬移物输运、波浪传播和沉积物变化等。它还可以考虑各种物理和生物过程的影响，如潮汐、风、河流流量、植被和人类干预等。
MIKE21可用于各种海洋和河流工程应用，包括航道设计、海岸保护、港口规划和泥沙管理。它可以帮助工程师和规划者预测和评估不同工程方案的效果，以减少对环境和生态系统的不良影响。此外，MIKE21还可以用于水域环境管理和水资源规划，以优化水资源的利用和保护。
MIKE21的模拟结果可以以各种方式进行可视化和呈现。软件提供了丰富的图形和统计工具，用于分析和展示模拟结果。此外，它还具有用户友好的界面，使用户能够轻松设置模型参数和运行模拟，并可根据需要进行灵活的参数调整。
总结起来，MIKE21是一个功能强大且广泛应用的水动力学模型软件。它具有高度的可扩展性和灵活性，能够满足不同领域用户的需求。通过使用MIKE21，用户可以模拟和预测水动力学过程，为工程设计和环境管理提供重要的决策支持。
MIKE-21-HD-FM水动力模型逐步练习实例教学文案
MIKE-21-HD-FM⽔动⼒模型逐步练习实例教学⽂案
M I K E-21-H D-F M⽔动⼒模型逐步练习实例
MIKE 21 HD FM⽔动⼒模型逐步培训教程
⽬录1概述 (1)
1.1⼯程背景 (1)
1.2练习实例的⽬的 (1)
2创建计算⽹格 (2)
2.1创建⽹格前需要注意的问题 (2)
2.2创建?RESUND的计算⽹格 (3)
2.2.1由原始的xyz数据⽣成mdf⽂件 (4)
2.2.2三⾓边界的调整 (7)
2.2.3模拟区域的三⾓划分 (8)
3创建MIKE 21 FM⽔动⼒模型的输⼊条件 (13)
3.1⽣成⽔位边界条件 (13)
3.1.1把测量⽔位导⼊时间序列⽂件 (14)
3.1.2创建边界条件 (19)
3.2初始条件 (22)
3.3风⼒作⽤ (22)
4MIKE 21 FM模型搭建 (23)
4.1FM模型 (23)
4.2模型率定 (37)
4.2.1实测⽔位 (37)
4.2.2实测流速 (38)
4.2.3模拟与实测结果⽐较 (39)
概述
本实例是连接丹麦和瑞典的跨海(?resund)⼯程。
图 1.1 Sound (?resund), 丹麦⼯程背景1994年，哥本哈根和马尔默(Malm?)开始了连接丹麦和瑞典隧道和桥梁的改造项⽬。该项⽬执⾏了严格的环境要求，即隧道和桥梁项⽬对波罗的海的环境不产⽣任何影响。这样的要求意味着桥梁和隧道设计的阻流作⽤⼩于0.5%，同理，溢流和排放的最⼤流量也要得到控制。为了达到环境的要求和监理⼯程施⼯，建⽴了⼀个主要的监测程序。整个监测程序包括40多个⽔⽂测站，收集⽔⽂、盐度、温度和流场数据。另外还为ADCP的船载测站和CTD等固定站点进⾏了⼴泛的补充测量。监测程序最初于1992年开始并⼀直持续到本世纪。
由于?resund海域天然⽔⽂的多样性和多变性，连接⼯程的阻流作⽤只能通过数值模型来评价。⽽且，?resund的情况需要⼀个三维模型。所以，利⽤DHI的三维模型，MIKE 3对?resund整个海域进⾏模拟，并在其中设置嵌套模型，⽹格尺⼨⽔平⽅向由连接⼯程附近的100⽶到?resund 较远海域的900⽶，垂直⽅向⽹格尺⼨是1⽶。随后，MIKE 3模型会根据现场测量数据阶段进⾏率定和验证。
用mike21矩形网格建立
用mike21矩形网格建立 Mike21矩形网格建立步骤
按照本文，一步一步，似爪牙，似魔鬼的步伐！！
矩形网格划分采用MIKE Zero里的new file——MIKE Zero——Bathymetries（.batsf）创建
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双击后，进入模型地形范围的确定
Type是坐标系的选取，一般计算河道的话，可以选取non-utm，如图。不考虑地转偏向力等因素。
如果选择non-utm，则geographical coordinates选项不可选，这里对应的应该是经纬度。
在Map Projection Coordinates选择栏里，Easting对应地形想要显示范围的最左点X坐标，Nothing，对应最下边的点Y坐标 在Spatial extent选卡栏，写入希望显示地形的宽度和高度。
模型范围的确定，最好在做之前就在CAD里确定好，考虑好大概用多大尺寸的网格，把角点坐标确定为整百，比较容易确定网格个数，以后建模找范围也容易一点。
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地形处理
地形在CAD里进行展点，确定计算范围，画出计算边界
矩形网格的边界有以下特点
1、模型的进口和出口，必须垂直或者水平——所以需要适当旋转地形，找到比较好的角度
2、模型的岸线边界可以是折线，网格划分时岸线以上的给统一高程控制——不上水
3、边界是用来画岸线边界的，而不是画水域边界的——因为这个网格本来是给海洋计算使用的——所以需要圈定岸线为闭合，一般画两条边界，左岸圈一半，右岸圈一半。
如图，希望显示和差值计算的范围，是内框的矩形，外侧的矩形是用来保证岸线以上有数值。红色线框选一半边界，蓝色框选一半。进出口边界直接包括在红蓝线里面，并且垂直或水平。
MIKE FLOOD 手册
MIKE FLOOD
主要应用领域：洪水预报和洪水管理
技术（产品）简介：
动态耦合的一维 — 二维洪水模型
MIKE FLOOD是一维和二维动态耦合的洪水模拟软件包。这种新方法集合了目前广泛使用的洪水模型软件MIKE11和MIKE21中的元素，并且专门为了洪水模拟改进了功能。这种组合保证了很高的灵活性，使用户能够在模型的一部分区域中使用二维的细化分析，同时在其他区域用一维模型模拟。
MIKE FLOOD为河流与洪泛区、海洋与内陆水道/海湾/内陆湖之间提供了有效的动态连接方式，并广泛的应用了GIS平台和技术进行模型的自动开发和洪泛图的计算， 易于结果的各种展示。
MIKE FLOOD – 详细介绍
• 动态的把一维河网水动力学MIKE 11和二维表面水模型MIKE 21相结合
• 在模拟一维河网水动力学系统的同时，使模拟二维的洪泛区和沿海地区成为可能
• 能够使用户：
1. 在现有的MIKE 11模型中添加洪泛区、沿海区、或二维区域的模拟
……
主要性能指标与参考价格：
MIKE FLOOD 能够模拟：
• 在沿海地区风暴潮引起的洪水泛滥
• 详细的洪泛平原上的行洪，包括流速和水位逐点模拟
• 河道、水渠与相临的洪泛平原、水洼、水库、湖泊等的水体交换
• 溃坝引起的河道和洪泛平原中洪水演进
手册部分
耦合的类型
1）标准连接(Standard links)
2）侧向连接(lateral links)
3）建筑物连接(Structure links)
4）城市管道连接(Urban links)
模型介绍
所有连接的类型都要需要一个文件，就是耦合文件，*.couple文件。该文件包含四个次级菜单：定义；标准/建筑物连接选项；侧向连接选项；城市管道连接选项。
1） 定义：
四个次级菜单 插入m21结果文件*.m21或*.m21fm
Mike21软件学习
Mike 21 软件学习
、八 、，
前言
本次练习通过操作 mike21 软件来模拟一个简单的水动力模型并进行分析 主要目的就是熟悉 mike21 软件在计算网格的划分、计算参数的选取及敏感性分 析、边界条件的处理、计算结果的处理及分析方面的操作使用。
第一章模型计算范围与网格划分
本文选取一段简单的弯道河流进行模拟分析，模型长约9500m,宽约2500m。 最大网格面积30000m2,三角形网格最小角度为30度,生成网格如图1-1。其中节 点数目为817、网格数目为1464。
图1-1弯道河流段网格划分 取等水深30m,生成图1-2地形图。
图1-2地形图
第二章计算参数
Simulation end date 2004/1 /2 0:00:00
1、时间参数
计算时长24小时
时间步数：1440
时间步长:60s
Simulation petiod
No. of time steps
1440
Tine step interval 60 [sec]
Smnulalion starl date 20C4/ 1 } 1 0:00:00 w h:mmc5£|
2、求解方式
采用低阶快速计算方式，最小时间步取0、01s最大时间步取60s临界克拉系数取
0、8 o
Solution Technique
S hallowi waler equations
T ime inte^atiori LQVJ order fast ^Igorithin
Space di&cr&ti^atian
Minimum time step
Mawimun time step
Critical 匚FL number Lovj order, fa?t ^Igorithin
0.01 [sec]
SO [sec]
T ransport equations
Mrirnum time step
Maxim Imo lime step 匚ritical 匚FL numfcer 0,01 | sec]
MIKE21教程
MIKE21教程
MIKE21是一款面向水动力学和水质模拟的软件套件，由丹麦丹-菲尼克斯（DHI）公司开发。它是一种基于数值方法的海洋及湖泊水动力学模拟工具，广泛应用于沿海工程、河流治理、波浪和潮汐能资源研究、湖泊环境保护等领域。本教程将介绍MIKE21软件的基本原理、使用方法和常见应用场景。
一、MIKE21概述
MIKE21是一款三维水动力学软件，可以模拟海洋、湖泊、河流等多种水体环境中的水动力学过程。其核心原理是基于求解三维流体方程组以及物质输运方程组，通过数值计算的方式模拟水体中的流动和物质传输过程。MIKE21提供了丰富的功能模块，包括流场模拟、波浪模拟、潮汐模拟、水质模拟等，可以满足不同应用需求。
二、MIKE21安装
2.双击安装文件，按照安装向导的提示进行软件安装。
3.安装完成后，打开MIKE21软件，进行注册授权操作。
三、MIKE21基本功能
1.流场模拟：MIKE21可以模拟不同水体环境中的流场分布，包括海洋、湖泊、河流等。用户可以设置边界条件、初始条件和物理参数，通过求解流体动力学方程组，得到水体中的流动分布。流场模拟结果可用于分析水体运动规律、潮汐及波浪等因素对水体的影响。
2.波浪模拟：MIKE21可以模拟海洋及湖泊中的波浪传播和波浪影响。用户可以设置波浪源、水深、波浪频谱等参数，通过求解波浪动力学方程组，得到波浪的传播分布和能量变化。波浪模拟结果可用于海洋工程的设计，如海堤、海坝等的稳定性分析。
3.潮汐模拟：MIKE21可以模拟海洋及河流中的潮汐过程。用户可以设置潮汐源、海岸线形状等参数，通过求解潮汐动力学方程组，得到潮汐的变化规律。潮汐模拟结果可用于航运、水位预报、河口工程等方面。
4.水质模拟：MIKE21可以模拟水体中的水质变化和物质传输过程。用户可以设置水质参数、污染源和环境条件等，通过求解水质传输方程组，得到水质的浓度分布和污染物的输运规律。水质模拟结果可用于水污染防治、环境监测等领域。
MIKE模型学习教程
（3）水动力学模型MIKE软件
MIKE软件是由丹麦水力研究所（Danish Hydraulic Institute，简称DHI）研究开发的，集降雨径流、地下水、河道乃至海洋，水体污染物物理、化学及生物模拟功能为一体的数学模拟软件。其主要的模块包括：MIKE11（一维模型）、MIKE21（二维模型）、MIKE3（三维模型）、MIKE BASIN（流域管理模型），MIKE SHE（水文与地下水模型）、LITPACK（海岸线动力模型）、MIKE URBAN（城市给排水管网模型）、WEST（污水处理模型）等。
①MIKE11是一维河道、河网综合模拟软件，主要用于河口、河流、灌溉系统和其他内陆水域的水文学、水力学、水质和泥沙传输模拟，在防汛洪水预报、水资源水量水质管理、水利工程规划设计论证均可得到广泛应用。
图？？ MIKE 11模型主界面
②MIKE21是二维河口、海岸及海洋模拟软件，主要用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境等。
图？？ MIKE 21模型主界面
③MIKE FLOOD是一、二维模型的耦合工具，为MIKE 11和MIKE 21提供不同的连接方式，实现一、二维模型的耦合计算，连接方式有：标准连接、侧向连接、水工建筑物连接、流量连接（X，Y）等。
图？？ MIKE FLOOD模型主界面
Mike 21 软件学习
Mike 21 软件学习
前言
本次练习通过操作mike21软件来模拟一个简单的水动力模型并进行分析，主要目的是熟悉mike21软件在计算网格的划分、计算参数的选取及敏感性分析、边界条件的处理、计算结果的处理及分析方面的操作使用。 第一章 模型计算范围和网格划分
本文选取一段简单的弯道河流进行模拟分析，模型长约9500m，宽约2500m。最大网格面积30000m2，三角形网格最小角度为30度，生成网格如图1-1.其中节点数目为817、网格数目为1464.
图1—1弯道河流段网格划分
取等水深30m,生成图1—2 地形图。
图1-2 地形图 第二章 计算参数
1、时间参数
计算时长24小时
时间步数：1440
时间步长：60s
2、求解方式
采用低阶快速计算方式，最小时间步取0。01s，最大时间步取60s临界克拉系数取0。8。
3、干湿判别
4、水密度
5、涡粘系数
6、底摩阻
7、柯西力
考虑地球偏转力，以长江某河段为参考，取北纬30度.
8、不考虑风应力、冰覆盖率、潮汐、降水量、波浪辐射应力、源汇项和结构物影响
9、初始条件
设初始水面高程为0m。
10、边界条件 左开边界Code2为上游边界，初始水位高程为4m；右开边界Code3为下游边界，初始水位高程为—4m。 第三章 计算结果分析
图3—1到3-6分别是500min时模型水体平稳后水面高程、水体水平流速、水体竖直流速、流体流向和流场情况。
图3—1 水面高程图
水面初始高程为0m，左边界水面初始高程为4m,右边界水面初始高程为—4m，由于存在水头差,模拟开始后水流从左边界流向右边界，水流平稳后，由左至右的水头呈阶梯状下降，如图3-1所示。
图3—2 水平流速分布图
图3—3 竖直流速分布图
图3—4 流体速度分布图
图3-5 流体流向图
图3-6 流场图
图3—7 河道中心点（15，330）潮位图
MIKE21水质材料
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Word文档
MIKE 21水质培训教程
王 颖
DHI China
Office number 021 6417 7291
waydhigroup.
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Word文档
1 ECO Lab简介
ECOLab是DHI在传统的水质模型概念发展起来的全新的水质和生态模拟工具。ECOLab软件开发的理念和方法非常先进，用户不仅可以修改模型参数，更重要的是可以修改模型核心程序、甚至编写新程序，然后ECOLab将其与MIKE 11/21/3的HD、AD集成计算。
DHI已经将大部分传统的水质模块转换成ECOLab通用模板，供用户调用或修改使用，包括：
❖ 水质模块
❖ 富营养化模块
❖ 重金属模块
1.1 应用领域
❖ 河流、湿地、湖泊、水库、河口、海岸和海洋
❖ 各生态系统反应的空间预测
❖ 简单和复杂的水质研究
❖ 环境影响和优化研究
❖ 规划和可行性研究
❖ 水质预报
1.2 内置模板和使用手册
• DHI预定义的ECO Lab模板在以下目录中： .
Word文档 C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Templates\ECOLab
• 使用手册和说明在以下目录中：
C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Manuals\MIKE_ZERO\ECOLab .
Word文档 2 WQ－水质模块
2.1 MIKE 21水质模块的目标
MIKE 21水质模型主要针对湖泊、海洋区域的污水排放引起的水质问题，比如BOD/DO, 富营养化和细菌污染。