二維水動力仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
二維水動力仿真的視頻教程
二維水動力仿真的實例教程
07 小結(jié)
本文主要講述了IMDC的工程師利用二維水動力通用仿真軟件建立二維水動力模型，對比利時海岸帶的水位和流速進行了模擬計算，并與TOPEX的實測數(shù)據(jù)與Xaver氣旋期間Oostende和de Wandelaar站點的實際測量結(jié)果進行了對比。
IMDC的研究表明，使用二維水動力通用仿真軟件建立的大陸架模型，不僅可以很好地模擬常況下由潮汐波引起水位變化，更能夠很好地預(yù)測極端氣候條件下海岸帶的水位變化情況，具有相當?shù)臏蚀_性和可靠性。
文章來源：遠算云仿真
為了驗證二維水動力仿真模型在不受氣象因素影響情況下的有效性，工程師利用此模型進行了1年的模擬計算，得到了M2成分潮汐波的振幅與相位的時間過程，并與TOPEX的結(jié)果進行了比較。
圖3展示了二維水動力通用仿真軟件計算得到的M2潮汐波振幅的空間分布，以及計算結(jié)果與TOPEX數(shù)據(jù)的差值。結(jié)果表明，在比利時海岸帶，法國海岸的部分地區(qū)（尤其在諾曼底）和英格蘭和威爾士的西海岸（特別是在賽弗斯河口）可以觀察到明顯的潮汐現(xiàn)象。
TOPEX中潮汐的振幅與二維水動力仿真計算結(jié)果的差異基本小于0.5m，而在淺水與靠近海岸的區(qū)域，振幅的差異往往更大。由于在這一部分區(qū)域，二維水動力模型的分辨率更高，計算結(jié)果會比TOPEX更加準確。此外，模型的計算結(jié)果清晰表明，波羅的海附近的潮汐振幅非常小。事實上，波羅的海區(qū)域的水位變化主要是由氣象變化引起的。
圖3. 二維水動力仿真模型計算得到M2潮汐波振幅的空間分布（左圖）以及計算結(jié)果與TOPEX數(shù)據(jù)的差值（右圖）
05 Xaver氣旋的反演
Xaver氣旋是2013年12月發(fā)生的溫帶氣旋，氣旋的低壓和高風速帶來的強暴風雨在英格蘭、威爾士和比利時多個地區(qū)引起災(zāi)害，造成嚴重的損失。
為了對該氣旋進行反演，IMDC的工程師使用來自GFS（全球預(yù)報系統(tǒng)）的空間分辨率為0.5度，時間分辨率為3h的氣壓與風速數(shù)據(jù)，并線性插值到網(wǎng)格上，使用二維水動力仿真進行了從2013年12月1日至2013年12月31日為期一個月的計算。
下圖展示了模型在Oostende和de Wandelaar兩個測點計算得到的水位結(jié)果與來自myOcean.eu的實測數(shù)據(jù)的對比。
展開 通過這項研究和其他建模項目，威爾士的有關(guān)當局現(xiàn)在已意識到仿真在幫助海岸管理方面的潛力。
07 總結(jié)
入海口的仿真具有重要意義，入海口周邊通常是一些需要保護的生態(tài)系統(tǒng)，或有大量的人類在該地區(qū)進行休閑和旅游活動。這項研究表明，二維水動力仿真是一個適合入海口研究的水動力仿真模塊，其具備良好的處理淺水問題和漫灘的能力。
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一款國產(chǎn)可控云端仿真平臺，結(jié)構(gòu)、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網(wǎng)格導入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應(yīng)用范圍，加速工業(yè)企業(yè)研發(fā)制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型。平臺支持云端CAE仿真生成工業(yè)APP，構(gòu)建完全交互式仿真社區(qū)，快速實現(xiàn)行業(yè)通用經(jīng)驗軟件化。
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展開 通過這項研究和其他建模項目，威爾士的有關(guān)當局現(xiàn)在已意識到仿真在幫助海岸管理方面的潛力。
07 總結(jié)
入海口的仿真具有重要意義，入海口周邊通常是一些需要保護的生態(tài)系統(tǒng)，或有大量的人類在該地區(qū)進行休閑和旅游活動。這項研究表明，二維水動力仿真是一個適合入海口研究的水動力仿真模塊，其具備良好的處理淺水問題和漫灘的能力。
文章來源遠算云仿真
為普及和推廣云原生水動力仿真軟件的使用，讓更多用戶體驗云端水動力仿真軟件的簡單易用性，并通過不確定性分析技術(shù)強化水利領(lǐng)域數(shù)字孿生能力，遠算科技在11月24日成功舉辦“格物云CAE水動力仿真線下培訓”。
此次培訓內(nèi)容基于遠算科技自主研發(fā)的國產(chǎn)可控仿真云平臺——格物云CAE，通過格物云CAE軟件一維、二維水動力模塊，以水利數(shù)字孿生真實案例作為切入點，幫助學員短時間快速了解格物云CAE-水動力仿真軟件的相關(guān)功能和應(yīng)用范圍并掌握軟件使用方法。
同期，遠算科技特別邀請法國電力集團資深仿真專家Julien Pelamatti為大家講解如何采用專業(yè)的統(tǒng)計分析工具對數(shù)字孿生中的不確定性進行分析，也向?qū)W員們分享了他在法電多年寶貴的科研經(jīng)驗。
培訓中，遠算科技專家為參訓人員帶來了一維、二維水動力仿真模塊功能介紹，帶領(lǐng)參訓人員登錄格物云CAE網(wǎng)頁端，手把手實操水利真實案例，近距離答疑解惑，順利完成案例仿真操作。
現(xiàn)場互動環(huán)節(jié)積極熱烈，學員們紛紛表示受益匪淺，對格物云CAE的實際能力和應(yīng)用前景表示高度認可。
此次培訓不僅是對學員的知識和技能的提升，更是國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件格物云CAE在水利數(shù)字孿生和數(shù)值仿真領(lǐng)域潛力的一次展示。而采用國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件，不僅可以顯著提升國內(nèi)水利工程設(shè)計和管理的自主性、靈活性與安全性，也能為我國水利基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。
未來，遠算科技將進一步發(fā)揮數(shù)值仿真技術(shù)優(yōu)勢，拓展行業(yè)應(yīng)用場景，并開展更多技術(shù)性干貨培訓，分享寶貴技術(shù)經(jīng)驗，推動國產(chǎn)仿真軟件蓬勃發(fā)展，賦能更多行業(yè)應(yīng)用需求，幫助企業(yè)降本增效，推進行業(yè)數(shù)字化進程。
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本案例利用Fluent以美國國防高等研究計劃 署 (DARPA) 的標準 SUBOFF 全附體模型 ( 無螺旋槳 )
為研究對象展開靜態(tài)水動力仿真分析，并與相關(guān)實驗數(shù)據(jù)展開對比，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果較為接近。本案例所進行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以進一步對各種水下航行體模型展開計算，并通過改變攻角、添加螺旋槳等方式，進行更為復(fù)雜的水下航行體水動力仿真計算。
1 workbench 設(shè)置
當前，水動力相關(guān)的研究與工程應(yīng)用愈發(fā)依賴先進的技術(shù)手段。積鼎水動力仿真軟件，作為一款國產(chǎn)自主可控的專業(yè)且強大的數(shù)值模擬仿真工具，已在眾多領(lǐng)域嶄露頭角。在水利和水務(wù)行業(yè)，積鼎水動力仿真軟件不僅可為水利工程設(shè)計、防洪減災(zāi)、水資源管理等領(lǐng)域提供的技術(shù)支持，更為水務(wù)行業(yè)的精細化管理帶來高效的解決方案。
積鼎水動力仿真軟件：助力水利水務(wù)行業(yè)設(shè)計及運維
1、高效預(yù)測，防患于未然
洪水、潰壩、泥石流等自然災(zāi)害是水利行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)之一
水動力模型與水文模型是水利工程與水文學研究中不可或缺的兩大工具。水動力模型著重于流體運動的動力學機制，通過一系列方程組捕捉水流的時空變化，而概念性水文模型則側(cè)重于流域尺度的水文循環(huán)過程，利用物理概念與經(jīng)驗關(guān)系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構(gòu)成了現(xiàn)代水文學與水資源管理領(lǐng)域的核心分析手段。積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機制和水動力的對流動的準確計算，創(chuàng)新研發(fā)CFDpro—水文水動力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細化產(chǎn)匯流模型
培訓中，遠算科技專家為參訓人員帶來了一維、二維水動力仿真模塊功能介紹，帶領(lǐng)參訓人員登錄格物云CAE網(wǎng)頁端，手把手實操水利真實案例，近距離答疑解惑，順利完成案例仿真操作。
現(xiàn)場互動環(huán)節(jié)積極熱烈，學員們紛紛表示受益匪淺，對格物云CAE的實際能力和應(yīng)用前景表示高度認可。
01 研究背景
增加現(xiàn)有水利工程的產(chǎn)能，能夠在對社會和環(huán)境影響最小的情況下產(chǎn)生額外的能源。在法國，Rh?ne河的水力發(fā)電和航運運營商CNR正在為現(xiàn)有的水力工程增加小型發(fā)電站（Small Power Plant）。這些小型發(fā)電站將與現(xiàn)有水利工程并排建立，它們的水源主要來自現(xiàn)有水利工程入口通道前河段的入流量。在新建小型發(fā)電站的同時，CNR還將在現(xiàn)有水利工程的上下游建立漁道。
從水力的角度來看，
本文則將展開講解通用二維水動力仿真軟件中二維水動力模塊和泥沙模塊耦合建立的數(shù)值二維水動力-泥沙模型（以下簡稱二維水沙模型）在潰壩方面的應(yīng)用。
02 案例展示
本文將講解法國電力集團（以下簡稱法電）的工程師使用二維水動力模塊與泥沙傳輸模塊耦合模擬潰壩過程的兩個案例。
第一個案例是建立數(shù)值模型重現(xiàn)科爾曼案例，研究一個均質(zhì)土壩由于漫壩導致的潰壩過程。
該研究使用二維水動力仿真模擬了這段時間三個位置的水位變化。結(jié)果如圖3所示。
模型在Aberdyfi的比對結(jié)果如圖3a)，計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)較符合；在Dyfi河岔以及Pennal河曲的比對結(jié)果如圖3b)和3c)，在100h后的一段時間里符合較差，這段時間內(nèi)因為有降雨事件，所以水位下降得比預(yù)期要慢。
為了驗證二維水動力仿真模型在不受氣象因素影響情況下的有效性，工程師利用此模型進行了1年的模擬計算，得到了M2成分潮汐波的振幅與相位的時間過程，并與TOPEX的結(jié)果進行了比較。
圖3展示了二維水動力通用仿真軟件計算得到的M2潮汐波振幅的空間分布，以及計算結(jié)果與TOPEX數(shù)據(jù)的差值。
圖 11 仿真時間一天后的各工況鹽度分布圖
工況A：只考慮密度驅(qū)動；
工況B：只考慮擴散；
工況C：同時考慮擴散和密度驅(qū)動
03 案例總結(jié)
該案例使用二維水動力數(shù)值仿真研究了二維模型下密度分布不均帶來的影響，對比了擴散和密度驅(qū)動兩種作用的效果，發(fā)現(xiàn)密度驅(qū)動帶來的效應(yīng)比擴散作用更加明顯。
對密度驅(qū)動來說，河道地形也會對結(jié)果造成影響。
這項研究表明，二維水動力仿真是一個適合入海口研究的水動力仿真模塊，其具備良好的處理淺水問題和漫灘的能力。
文章來源遠算云仿真
