mike11-HD模型简述.docx

MIKE 11 HD主要用于洪水预报及水库联合调度、河渠灌溉系统的设计调度，以及河口风暴潮的研究，是目前世界上应用最为广泛的商业软件，具有计算稳定、精度高、可靠性强等特点，能方便灵活地复杂河网水流、模拟闸门、水泵等各类水工建筑物的运营调度，尤其适合应用于水工建筑物众多、控制调度复杂的情况Mike11水动力计算模型是基于垂向积分的物质和动量守恒方程，即一维非恒定流Saint-Venant方程组来模拟河流或河口的水流状态∂A∂t+∂Q∂x=q∂Q∂t+∂αQ2A∂xg+gA∂h∂x+gn2AR4/3=q式中：x、t 分别为计算点空间和时间的坐标，A 为过水断面面积，Q为过流流量，h为水位，q为旁侧入流流量，C为谢才系数，R为水力半径，α为动量校正系数，g为重力加速度方程组利用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解，如下图5.1所示该格式在每一个网格点不同时计算水位和流量，而是按顺序交替计算水位或流量，分别称为h点和Q点Abbott-Ionescu格式具有稳定性好、计算精度高的特点离散后的线形方程组用追赶法求解图 1 Abbott格式水位点、流量点交替布置图· 连续性方程求解对每一h点求解连续性方程。

h点处过流宽度bs可以描述为，∂A∂t=bs∂h∂t则连续方程可以写为，∂Q∂x+bs∂h∂t=q这里空间步长上，只有对Q求导，如图5.2所示，则在时间步长n+1/2时，空间步长对Q的导数为，∂Q∂x≈Qj+1n+1+Qj+1n2-Qj-1n+1+Qj-1n22∆xj∂h∂t≈hjn+1-hjn∆t而bs又可以写为，bs≈Ao,j-Ao,j+1∆2xj式中Ao,j为计算点j-1和j之间的面积，Ao,j+1为计算点j和j+1之间的面积，Δ2xj为计算点j-1和j+1之间的空间步长将以上各式代入连续性方程得出，αjQj-1n+1+βjhjn+1+γjQj+1n+1= δj式中α，β，γ是b和δ的函数，并随n时刻Q和h及n+1/2时刻Q的大小而变化图 5.2 6点Abbott格式求解连续性方程· 动量方程的求解对每一个q点求解动量方程，如图5.3所示图 5.3 6点Abbott格式求解动量方程通过数值变换，动量方程可以写为，αjhj-1n+1+βjQjn+1+γjhj+1n+1= δj式中（各参数符合意义同上）αj=fA βj=fQjn,∆t,∆x,C,A,R γj=fA 。