2.5.2 推荐值
如果考虑水深的相关变量,就应该设定Manning数。Manning数介于20-40m值32m1313/s ,如果没有其他相关信息,通常建议使用预设
/s。
如果使用的是Chezy数,则在海岸工程应用的建议值范围为30-50m3/s。
备注与提示
如果边界条件造成模型在边界的计算不稳定。为了移除这些扰
动,可以沿边界局部区域内设定曼宁系数5-10m3/s,或糙率高度1m。但最好是在无法用其他方式解决边界条件的问题时,再使用这一方法。
112.6 科氏力 (Coriolis Force)
科氏力的影响可以以三个方式设定
? 无科氏力
? 在模型范围内设定一个常数 ? 在模型范围内设定不同数值
如果选择在模型范围内设定一个常数,科氏力会被设定为某一参考纬度上的值。
如果在选择在模型范围内设定不同数值,科氏力根据地形文件所设定地理信息做计算。
2.7风场 (Wind Forcing)
在流场的计算中,还可以考虑风的影响。 风场的数据可以设定为
? 常数。设定整个模型过程中的所有范围内风场为为一个常
数,强度及方向不变。
? 随时间改变在空间上为定值。风场在整个模型范围内为定
值,但强度和方向随时间改变。 ? 强度和方向随着时间和空间改变。
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注意: 风场方向是风的来向,自正北方为0度,顺时针方向计算角
度。
数据
若使用风场在模型范围内为一个常数,但随时间改变的资料。输入文件必须包含风速(m/s),风向(自正北方开始以度来计算),在设定水动力模块之前必须准备好一个dfs0输入文件。数据可以先以ASCII形式储存在文件中,并用写字板进行编辑后,由MIKE ZERO Time Series Editor时序列编辑器读入,以dfs0文件储存。风场文件必须覆盖整个模拟周期。但是风场资料的时间步数不需要和水动力模型的时间间隔吻合。如果时间步数不相吻合,模型会自动进行线性内插。
若风场随时间和模型改变,在执行水动力模块前,输入文件必须为一个包含风速(m/s),风向(自正北方开始以度来计算),及气压场(hPa)的dfs2 或 dfs0文件。Mike21所提供的两个风场生成模型(由风或气压生成气旋,或由数值气压场生成风场)可以得到风场。或者数据可以先以ASCII形式储存在文件中并用写字板编辑后,由MIKE ZERO Grid Series Editor 时序列编辑器读入。你必须准备一个和模型范围相同的dfsu文件或dfs2文件。风场文件必须覆盖在整个模型周期内。但是风场资料的时间步数不需要和水动力模型的时间步相吻合。如果时间步数不相吻合,模型会自动进行线性内插。
中性压力
在风场随时间空间作不同变化的例子中,你必须设定一个参考或中性压力标准(hPa)。
软起动
在风速由零开始往上增加的情况下,可以设定一个软起动间距(以秒为单位),以避免模型中生成震荡波。预设的软起动间距是零,也就是无软起动。在软起动期间风向不会随之改变。
风场摩擦力
风场摩擦力可以设定一个常数,或为一个风速的函数。在后面的例子中,摩擦力是两个风速值的线性内插的函数,如果风速小于最小值或大于最大值,摩擦力则取为最大最小值而不再随风速变化做内插。
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一般性描述
你可以依照下面的方法去模拟模型中风场的影响。表面摩擦力?s是由水表面的风速来决定的。剪力值是由下面的经验公式关系得到
?s??acdusuw
???这里?a是空气密度,cd是空气中的经验拖曳力,uw?(uw,vw)是海平面十公尺处所测量到的风速。
?请注意风向的设定是风来自的方向(相对于正北方)请见Figure 2.1
Figure 2.1 风向定义
拖曳系数可以被设定为一个常数或依照风速来设定。Wu(1980,1994)的经验公式
cd?caw10?wa?c?ca??w10?wa? wa?w10?wb ??ca?bw?wba?w10?wb?cb?
其中ca,cb,wb的经验值为ca?1.255?10?3,cb?2.425?10?3,
wa?7m/s,wb?25m/s。应用于开阔海面的情况下,这些值基
本上给予较好的结果。实际量测的结果告诉我们湖泊的拖曳力较开阔海面大。关于拖曳力的描述请参见Geenaert and Plant (1990)。
备注与提示
可以使用拖曳力作为模型率定的参数。
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2.8冰盖
在流场中也可将冰盖的影响考虑进去,冰盖可以为下列三种情况
? 无冰盖
? 设定冰浓度 ? 设定冰厚度
? 设定集中冰浓度及冰厚度
对两个包含冰浓度的例子(一个区域的冰覆盖率)是考虑区域内冰的影响大于用户所设定的临界浓度(预设为0.9)。在这个例子中,设定冰厚度的影响,只局限在冰厚度大于零的区域。
在模型中必须包含一个文件表明各区域冰的浓度及厚度。
在被冰所覆盖的海面,风剪力是不被考虑的,因此风速可以被设定为0。另外流场中考虑冰糙率系数,此时糙率高度须要被设定。
冰盖数据
在执行水动力模块之前,你需要准备一个文件包含冰浓度或冰厚度的信息。你必须准备一个和模型范围相同的dfsu文件或dfs2文件。文件必须包含整个模型周期。但是资料的时间步数不需要和水动力模型的时间步相吻合。如果时间步数不相吻合,模型会自动进行线性内插。
临界浓度
在区域中冰浓度大于临界浓度,冰在流场上的影响会被考虑。
糙率数据
糙率高度的形式可以被设定为,ks(m)
? 在模型范围内设定一个常数值 ? 在模型范围内设定不同数值
在执行水动力模块之前,你需要准备一个文件包含拖曳系数和糙率高度冰的信息。你必须准备一个和模型范围相同的dfsu文件或dfs2文件。文件必须包含整个模型周期。但是时间步数不需要和水动力模型的时间步相吻合。如果时间步数不相吻合,模型会自动进行线性内插。
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2.9引潮势(Tidal Potential)
引潮势是一个由地球和天体之间作用而成的外力。这个外力作用在整个模型运行范围。外力是各种分潮引力的总和,各个分潮可以被分别设定。
? 从对话框中设定 ? 从文件中设定
分潮引力是由一系列的分引应力组成。Table 2.1以M2分潮为例,预设的11个分潮是M2,O1,S2,K2,N2,K1,P1,Q1,Mm,Mf,和Ssa。设定分潮的数目没有限制,各个分潮的相关信息可以参考Push,1987的分潮标准手册。
Table 2.1 M2分潮的设定资料
备注与提示
潮汐引力通常会在深且封闭的水体中作用明显,如地中海,墨西哥湾,或大尺度的模型如太平洋模型。在模型设定中所设定的边界条件通常会影响流的变化。
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