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Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示

(2015-11-16 08:21:09)
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多重网格迭代法

环境流动和污染输运

计算流体动力学-cfd

两方程封闭

浅水模拟

1.地图-边界定位技术、2.点源排放和点汇以及面源排放的处理、3.生成网格的显示、4.计算结果的2D显示、5.计5.算结果的3D显示

     1. 地图-边界定位技术


在确定了所需的网格层数(NGR≤6)后,用户可以准备生成相应的各层网格。


Q3drm1.0/2.0软件使用一系列短折线描述计算水域流动方向的不规则边界Side-ISide-II,这些短折线把水体划分成水力学特征相同或者近似的若干段(子河段)。


除了规则或简单的计算域可以通过表格输入最粗网格的边界坐标和特征值外(包含两端点在内的边界节点数NLrs≤21),一般用户应通过在数字地图上操作鼠标定位最粗网格的不规则边界(短折线起点坐标是XLSYLS,终点坐标则是XLEYLE),并在出现的相应表格中输入每段短折线的相关参数(子河段类型LBTYP、分段数NSEG、描述节点分布特性的线段尺寸DX1和膨胀因子EXP;如子河段有支流汇入,则输入汇入支流的相关资料 --- 水深Htri、流量qtri、温度Ttri、浓度1 C1tri和浓度2 C2tri、支流坡降Itri以及支流入流方向和入口断面内法线之间的夹角Atri)。Q3drm1.0/2.0软件允许用户使用不超过2个子河段描述一条汇入支流的入口;提供输入横向网格线间距的‘期望值’帮助用户快速估计每一子河段分段数的功能;并提供专门的对话框、表格和‘重画’技术定位岛屿和分叉入口。Q3drm1.0/2.0软件生成的贴体坐标系的横向网格线的节点可以是均匀分布的(ITA=0),也可以是非均匀分布的(ITA=1);贴体坐标系的内部节点可以是经过光滑的(LSMOOTH=T),也可以不经过光滑(LSMOOTH=F)


下面分别显示四个在数字地图或地形图上定位复杂计算域边界的定位图:a.蜿蜒性河段NLrs=82b.单岛屿冷却池NLrs=83c.多岛屿天然河段(2个岛屿、NLrs=56);d.分叉入口多岛屿天然河段(两个岛屿、NLrs=54)。

 

 

Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示   

     2. 点源排放和点汇以及面源排放的处理

除了像一般拟三维模拟工具那样能处理相对简单的岸边排放问题外,Q3drm1.0/2.0软件还拥有很强的处理点源排放(如潜没式单孔和多孔扩散器)和点汇(如潜没式取水口)以及面源排放的能力Q3drm1.0/2.0软件采用Pantankar的源项线化方法和Rodi垂直线源概念描述点源和点汇;并采用在邻近岸边界控制容积中心节点处布置一系列源点的方法处理来自岸坡的面源排放。目前版本的软件允许设定最多500个(NPS500)点源流量QPS>0/或点汇(流量QPS<0)。无论是对于点源或点,除了需要确定并输入每个源/汇的位置类型IPSTYPE:即指定在下一级细网格4个控制容积中的位置)、i-j-指标(IPSJPS)、流量(QPS)、温度(TPS)、浓度分量1(C1PS)和浓度分量2(C2PS)以外,用户还需要指定两个射流的方向角β(ABET)Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示(ARFA),其中β表示射流方向与水平面的倾角,而Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示则表示射流投影与X-轴在水平面上的夹角。

下面分别显示四个在数字地图或地形图上绘制的各种类型排放引起的三维污染浓度场:a.单岸边排放;b.双岸边排放;c.潜没式5孔扩散器;d.来自南岸左侧边坡的面源排放。

 3. 生成网格的显示

使用地图-边界定位技术,在确定好网格参数并生成了网格生成的输入文件Jobname.GIN后,用户可以调用Q3drm1.0/2.0软件的网格生成器GridI.exeGridJ.exe,从指定的最粗网格到最细网格逐层自动生成各层网格。Q3drm1.0/2.0软件还能为用户提供网格浏览器显示所生成的各层网格。下面分别显示四个在数字地图上绘制的巴西Manaus市附近包括大小7个岛屿和世界最大黑水河汇入的亚马逊河段的非正交贴体多重网格图(网格层数NGR=2),其中a.b.是没有考虑汇入黑水河的计算域的粗网格与细网格;c.d.是包括了汇入支流(黑水河)的分叉型计算域的粗、细网格。

Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示
 
4. 计算结果的2D显示 

 Q3drm1.0/2.0软件的剖面浏览器和场浏览器可以显示并分析计算变量的2-D视图。计算变量包括速度、压力、温度、两个浓度组分、两个紊流参数、有效粘滞系数、紊动能生成项和底部地形等。对于计算出来的流速,可以生成流速矢量图、流速剖面图、流线图和流函数分布图。下面分别显示八个在数字地图上绘制的长江某河段计算结果的2-D图形:a.流速矢量图;b.流线图;c.流函数填色彩图;d.等压线图;e.压力场填色彩图;f.污染浓度场等值线图;g.污染浓度场填色彩图和h.紊流粘滞系数填色彩图。Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示
    5. 计算结果的3D显示

Q3drm1.0/2.0软件的三维视图浏览器可以显示并分析7个计算标量的3-D视图。7个标量分别是是温度、两个浓度组分、两个紊流参数、有效粘滞系数和紊动能生成项。用户可以尝试使用不同的Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示Q3drm1.0/2.0软件的主要技术展示角绘制具有不同透视效果的三维视图。下面分别显示五个在数字地图上绘制的巴西Manaus市附近亚马逊河段计算结果的3-D图形:a.浓度b.紊动参数kc.紊动参数omegad.有效粘滞系数;e.紊动能生成项

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