SMS水流数值模拟软件及其应用.ppt

敬请各位老师批评指导！敬请各位老师批评指导！ 水流数值模拟软件水流数值模拟软件 SMSSMS及其应用及其应用 1. SMS软件介绍 2. SMS计算步骤 3. SMS计算参数的设置 4. SMS应用中的一些问题及处理方法 5. 建议学习方法及参考文章 报告内容 1 SMS软件介绍 SMS是surface-water Modeling System的缩写 该软件是由美国杨百翰大学环境 模拟研究实验室(the Environmental Modeling Research Laboratory of Brigham Young University)所研发， 它在具有众多计算模块，具有较高的 稳定性和较好的可靠性。 SMS中的模块 l 二维河流/海湾流动模型 RMA2 HIVEL2D l 海洋流动模型 ADCIRC M2D l 相快变波浪模型 CGWAVE BOUSS2D l 相平均波浪模型 STWAVE l 一维河流模型 HEC-RAS RMA2介绍 l 非恒定沿垂线积分的平面二维浅水方程 l 有限元离散,三角形或四边形网格 l 干湿网格进行漫滩模拟 l 多种类型边界条件 利用SMS软件计算的优缺点 优点： 具有强大的前、后处理功能。 RMA2可以定义多种类型的水边界条件， 如流量、水位或流速等。 RMA2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， 因此，在潮汐河道水流计算中具有很好的 作用。 RMA2可以进行热启动。 RMA2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。 缺点 RMA2是在许多水力条件假设 的情况下进行的，如垂向的水 流加速度忽略不计，属大范围 平面二维数学模型，不适用于 近区三维问题或急流等流动， 但可以选择SMS中的其他模块 来解决这问题。 RMA2功能及应用 l 河网水流条件数值模拟 l 涉水建筑物对河道流态影响数值模拟 河流航道整治工程效果数值评估 河道取排水口对内河航道通航的影响 河道防洪评价 l 河口及海岸地区流动条件数值模拟 河网及弯道水流运动 模拟结果 河道取水口附近水流运动模拟结果 丁坝绕流运动模拟结果 2 SMS计算步骤 生成网格 设定参数 计算试运行 调整参数,直到计算完成 计算后处理 SMS 计 算 结 构 流 程 图 桥墩附近网格 加密 3 SMS中计算参数的设置 数值参数：主要是方程迭代求解时的有关参数，如迭代次数及迭代计算精度 物理参数： 床面阻力系数：曼宁糙率值n 动边界计算参数： 紊流交换系数 干湿判断频率参数 干结点参数 活动结点参数 SMS中的参数 床面糙率系数的设置 渠道情况n值范围 最小值正常值最大值 1.新开挖或疏浚河道 （1）干净的新完成平直河道0.0150.0180.02 （2）弯曲、流速慢、无植生河道0.0230.0250.03 2.天然河道 （1）低水河槽 干净、平直、满水、无支流或深潭0.0250.030.033 （2）高滩地 a.无灌木，有短牧草0.0250.030.035 b.无灌木，有长牧草0.030.0350.05 紊流交换系数 渠道情况紊流交换系数 (Pascal-sec) 紊流范围环绕岛屿之均质水流500-5000 紊流范围环绕汇流处之均质水1100-5000 稳态热流流进一缓慢流动之河川1000-50000 在沼地河口之感潮水流2500-10000 通过窄塘之缓流10-50 4 SMS应用中的一些问题及处理方法 文件的保存及修改问题(避免复制,采取另存为) 划分网格死机(整体划分,统一生成) RMA2对网格节点和网格数量的限制(节点数3万,网格数1万) 计算中出现警告“STOP depth convergence exceeds 25.0”( 原因颇多,对症下药) 初始水位设置及revision的应用(利用非恒定流的计算程序来 计算恒定流) 在潮汐水流计算时如何调试参数(使用hotstart) 5 建议学习方法及参考文章 参考文献 说明书 （Users tutorials） 水论坛/bbs/ 鲁海燕：SMS模型在杭州