mike模型
關(guān)注創(chuàng)建者：格物致知 創(chuàng)建時間：2016-05-31
mike模型的實例教程
隨后的兩年，MIKE又回到了丹麥，在DTU的應(yīng)用數(shù)學(xué)系任教，教授應(yīng)用數(shù)學(xué)課程。
1965年，他接受了荷蘭代爾夫特國際基礎(chǔ)設(shè)施、水利與環(huán)境工程學(xué)院（IHE）（校友們都看過來!）的邀請，在水力和環(huán)境工程系任教。一直到2001年。在校期間，他干了幾件值得他吹一輩子牛的事情（重頭戲來了）：
1969年，他創(chuàng)立了計算水力學(xué)（Computational Hydraulics），自封為計算水力學(xué)之父，1989年，他又在原來計算水力學(xué)的基礎(chǔ)上，更創(chuàng)立了水信息學(xué)（Hydroinformatics），水信息學(xué)的最核心的內(nèi)容是數(shù)值模型，MIKE又自封為水信息學(xué)之母。1999年他又和Roger Falconer教授一起，創(chuàng)立了Hydroinformatics期刊（2017-2018影響因子1.797），相比我們的給水排水（0.568）加上中國給排水（0.642），還要高很多。Hydroinformatics目前每兩年舉辦一次大會。
在此期間，他又任職于丹麥水利研究所 (DHI)，領(lǐng)導(dǎo)并且開發(fā)了第三代水力模型軟件，隨后又主導(dǎo)開發(fā)了第四代商業(yè)水力模型軟件Mouse,MIKE 11, MIKE 21, MIKE SHE等，這些軟件在世界上獲得了巨大的成功，110多個國家都在用MIKE的軟件，包括中國現(xiàn)在很多科研院所，規(guī)劃設(shè)計院，水務(wù)運營機構(gòu)都在沿用至今，也是為了紀念MIKE對于商業(yè)水力模型軟件的貢獻，當(dāng)時DHI的總經(jīng)理Torben S?rensen將開發(fā)出來的這些軟件均以MIKE打頭來命名，這是一個行業(yè)里面至高的榮譽，現(xiàn)在我們每次打開軟件的時候，都是在向這位大師致敬！
展開 MIKE 11功能較為齊全，包括多種模型。主要有：
(1)水動力學(xué)模型(HD model)
(2)對流擴散及粘性輸沙模型
(3)非粘性沙傳導(dǎo)模型
(4)NAM降雨徑流模型(NAM model)
(5)單位線模型
(6)洪水實時預(yù)報模型(FF)
(7)地理信息系統(tǒng)
在本次合作項目中，主要進行NAM、HD、FF模型的應(yīng)用研究。以下將對此三個模型進行主要介紹。
1.HD模型(水動力學(xué)模型)
MIKE 11 HD是用以模擬河流及河口水流的隱式有限差分模型。也適合于支流、河網(wǎng)及準二維的洪泛平原區(qū)水流的模型。MIKE 11 HD是一個一維一層(垂向均質(zhì))的水力學(xué)模型。其差分格式采用了六點中心隱式格式(Abbott Scheme)，其數(shù)值計算采用傳統(tǒng)的“追趕法”，即“雙掃”算法。該模型還可根據(jù)不同地區(qū)的水流條件調(diào)整差分計算模式，以描述超臨界水流條件及亞臨界水流。模型也可用于從陡峭的山區(qū)河流到感潮河口的各種垂向均質(zhì)水流條件。此外，在進行完全水動力學(xué)模擬的同時，也可進行各種簡化的水流條件的水流模擬，如：擴散波、運動波及準穩(wěn)定流的計算。目前，該系統(tǒng)已在世界各地各種工程研究中得以運用。
2．NAM模型
NAM是丹麥語"Nedbr-Afstrmnings-model"的縮寫，意為降雨徑流模型。該模型最初由DHI和丹麥技術(shù)大學(xué)聯(lián)合研制，后經(jīng)DHI對其進行不斷完善。NAM是一個確定性概念性的集總性模型。是由一系列用簡單定量格式描述水文循環(huán)中各種陸相特征的模型上連接起來的。
模型類似于我國的“新安江模型”，將土壤含水量分成地表層(Surface Storage)、淺層(Lower Zone Storage)、地下水(ground water Storage)三個部分，分別進行連續(xù)計算，以模擬流域中各種相應(yīng)的物理成分。
展開 為了得到更加準確的洪水淹沒模擬計算結(jié)果， 本文選擇丹麥DHI公司的水動力學(xué)計算軟件MIKE FLOOD，對遼河中游石佛寺水庫至遼中縣河段左岸可能發(fā)生的漫堤洪水進行淹沒模擬，并在此基礎(chǔ)上使用地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)組件ArcObjects實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化，為汛期時的防洪調(diào)度和搶險救災(zāi)提供了決策依據(jù)。
2 洪水淹沒模擬及可視化流程(Process of Flood Simulation and Visualization)
根據(jù)研究需要，漫堤洪水淹沒模擬及可視化流程主要由三個部分組成，如圖1所示。首先根據(jù)研究區(qū)域的地面高程數(shù)據(jù)、堤防設(shè)計資料、土地利用狀況及上游流量過程等數(shù)據(jù)在MIKE FLOOD軟件中建立洪水淹沒計算模型并進行漫堤洪水的淹沒模擬，然后將計算結(jié)果在地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS中處理，轉(zhuǎn)化成GIS可以顯示的數(shù)據(jù)格式，最后使用ArcObjects結(jié)合可視化編程語言C#開發(fā)洪水演進顯示模塊，實現(xiàn)洪水蔓延過程的動態(tài)演示、淹沒信息查詢、洪災(zāi)損失統(tǒng)計等功能。
3 洪水淹沒計算模型(Computation Model of Flood Submergence)
3.1 MIKE FLOOD計算過程及原理(Computation
Process and Theory of MIKE FLOOD) 在MIKE FLOOD軟件中建立洪水淹沒計算模型主要需完成三項工作：設(shè)定上游入流洪水的流量變化曲線、構(gòu)建研究區(qū)域的數(shù)字高程模型以及設(shè)定研究區(qū)域的地面糙率。其中，上游入流洪水的流量變化曲線用于計算河道內(nèi)的洪水泛濫過程，數(shù)字高程模型和地面糙率值則用于計算洪水在泛濫區(qū)內(nèi)的蔓延狀況。
展開 我院自主開發(fā)了一套水利工程涵閘三維智能設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用各類涵閘，可自由調(diào)整構(gòu)件布置次序及類型，設(shè)置主參數(shù)后，在智能算法的推演下自動推薦涵閘組合方案，參數(shù)關(guān)聯(lián)算法使細部參數(shù)的設(shè)置更加便捷、合理，涵閘設(shè)計完成后亦可輸出基底應(yīng)力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力等荷載計算的相關(guān)結(jié)果，為涵閘的地基處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，該系統(tǒng)可生成Revit三維模型并同步輸出二維圖紙，為涵閘工程提供了快速、高效的設(shè)計解決方案。
淹沒分析與土方平衡，利用Civil 3D進行淹沒分析，可直觀展示淹沒區(qū)和非淹沒區(qū)的動態(tài)關(guān)系，實時調(diào)整場地豎向布置，保證設(shè)計水面率，實現(xiàn)水路連通，優(yōu)化濱水景觀布置，結(jié)合場地布置應(yīng)用Civil 3D分區(qū)域計算挖填方量，實現(xiàn)土方平衡，優(yōu)化施工組織設(shè)計，降低工程投資。
設(shè)計分析優(yōu)化，項目區(qū)內(nèi)的設(shè)計島嶼眾多，水網(wǎng)縱橫交錯，深槽淺灘密布，不同水位會產(chǎn)生不同水陸邊界，傳統(tǒng)水動力模型邊界處理工作量繁瑣且準確性不高，本項目打通三維數(shù)字模型與分析模型的數(shù)據(jù)接口，利用Civil 3D曲面疊加的方法來尋求水陸邊界，建立MIKE21水動力模型、水質(zhì)模型并進行分析計算，得到水位、水深、流速、水質(zhì)的動態(tài)分析結(jié)果，進一步優(yōu)化航道路線、島嶼、垛田及涵閘建筑物的布置方案。
2、蓄水閘設(shè)計
為保障枯水期綠水灣濕地的生態(tài)水位要求，新建一座集行洪、蓄水和景觀功能于一體的綜合性工程，蓄水閘采用底軸翻板閘結(jié)構(gòu)，總凈寬110米，單跨布置，閘門凈擋水高度4米，蓄水閘設(shè)計基于Vault服務(wù)器部署項目協(xié)同工作平臺，進行設(shè)計人員組織與權(quán)限分配，實現(xiàn)了各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計。
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設(shè)計分析優(yōu)化，項目區(qū)內(nèi)的設(shè)計島嶼眾多，水網(wǎng)縱橫交錯，深槽淺灘密布，不同水位會產(chǎn)生不同水陸邊界，傳統(tǒng)水動力模型邊界處理工作量繁瑣且準確性不高，本項目打通三維數(shù)字模型與分析模型的數(shù)據(jù)接口，利用Civil 3D曲面疊加的方法來尋求水陸邊界，建立MIKE21水動力模型、水質(zhì)模型并進行分析計算，得到水位、水深、流速、水質(zhì)的動態(tài)分析結(jié)果，進一步優(yōu)化航道路線、島嶼、垛田及涵閘建筑物的布置方案。
在此期間，他又任職于丹麥水利研究所 (DHI)，領(lǐng)導(dǎo)并且開發(fā)了第三代水力模型軟件，隨后又主導(dǎo)開發(fā)了第四代商業(yè)水力模型軟件Mouse,MIKE 11, MIKE 21, MIKE SHE等，這些軟件在世界上獲得了巨大的成功，110多個國家都在用MIKE的軟件，包括中國現(xiàn)在很多科研院所，規(guī)劃設(shè)計院，水務(wù)運營機構(gòu)都在沿用至今，也是為了紀念MIKE對于商業(yè)水力模型軟件的貢獻，當(dāng)時DHI的總經(jīng)理Torben
1.HD模型(水動力學(xué)模型)
MIKE 11 HD是用以模擬河流及河口水流的隱式有限差分模型。也適合于支流、河網(wǎng)及準二維的洪泛平原區(qū)水流的模型。MIKE 11 HD是一個一維一層(垂向均質(zhì))的水力學(xué)模型。其差分格式采用了六點中心隱式格式(Abbott Scheme)，其數(shù)值計算采用傳統(tǒng)的“追趕法”，即“雙掃”算法。
為了研究100年一遇洪水對實驗區(qū)域的影響，選擇該設(shè)計洪水的流量數(shù)據(jù)作為MIKE FLOOD計算模型的上游入流洪水，流量變化曲線如圖2所示（數(shù)據(jù)由遼寧省水利廳河務(wù)局提供）。
