Delft3D FM Suite(建模软件)

Delft3DFMSuite2020是一款专业的建模软件，它支持显示场景中构建历史，可创建选择集，为用户提供可视化设计方案，能够有效的为用户1D、2D、3D建模水体问题，能够帮助用户有效的提升工作效率。

　　Delft3D FM Suite 2020是一款专业的建模软件，它支持显示场景中构建历史，可创建选择集，为用户提供可视化设计方案，能够有效的为用户1D 、2D、3d建模水体问题，能够帮助用户有效的提升工作效率。

功能介绍

　　一、D-Flow Flexible Mesh

　　1、标准功能

　　潮汐强迫。

　　地球自转的影响。

　　密度驱动的流量（动量方程中的压力梯度项）。

　　包括对流扩散求解器以计算密度梯度。

　　时空会随风和大气压变化。

　　先进的湍流模型考虑了垂直湍流的粘度和扩散性

　　基于涡流粘度的概念。 提供了四个选项：1）常数，2）代数，3）k-ε和4）k-τ模型。

　　时变源和汇（例如河流排放）

　　模拟热排放，废水排放和冷却水进水口

　　任何位置，任何深度。

　　潮间带和冬季河床干燥和洪水的稳健模拟。

　　2、特殊功能

　　内置自动开关，可将2D底应力系数转换为3D系数。

　　内置的抗蠕变校正功能可抑制由于σ网格引起的人为垂直扩散和人为流动。

　　通过自由水表面进行热交换。

　　波引起的应力和质量通量。

　　波浪对床层剪应力的影响。

　　用于计算流中（例如，在河弯中）螺旋运动现象的强度的可选工具，这在沉积和侵蚀研究中（特别是深度平均值-2DH-仅用于计算）特别重要。

　　可以启用求解器中的非线性迭代以获取准确的洪水结果。

　　用于潮汐分析输出参数的可选设备。

　　用于特殊结构的可选设备，例如泵站，桥梁，固定堰和可控屏障（1D，2D和3D）

　　默认平流方案适用于从流孔传播到涡流脱落等各种流态。

　　在基于MPI的高性能计算群集上并行运行的域分区。

　　二、D-Waves

　　1、标准功能

　　SWAN模型解释了以下物理现象：

　　深度和/或环境电流在空间上变化的底部的波折射

　　深度和电流引起的浅滩

　　风产生波

　　白封耗散

　　深度引起的破坏耗散

　　由于底部摩擦而耗散（三种不同的配方）

　　非线性波-波相互作用（四重态和三重态）

　　流动阻塞波

　　通过障碍物传播，阻碍或反射

　　绕射

　　2、特殊功能

　　一个特殊功能是与D-Flow柔性网格物体的动态相互作用（即双向波流相互作用）。 通过这种方式，可以考虑波浪对电流的影响（通过强迫，增强的湍流和增加的床切应力）和流动对波浪的影响（通过设置，电流折射和增强的底部摩擦）。

　　三、D-Morphology

　　D-Morphology，沉积物传输和形态模块支持非粘性沉积物的床荷和悬浮负载传输，以及由于波浪和水流而导致的粘性沉积物的悬浮负载。该模块被实现为流体力学模块D-Flow Flexible Mesh的扩展。

　　在模式化过程中，我们区分“泥浆”（粘性悬浮负荷运输），“砂”（非粘性基质负荷和悬浮负荷运输）和“基质负荷”（仅非粘性基质负荷或总负荷运输）部分。仿真可以包括计算机存储器和仿真时间允许的任意数量的这些分数。尽管这仍是一个活跃的研究领域，但考虑到了泥沙相互作用。

　　求解对流扩散方程以确定由于“沙”和“泥”馏分的电流引起的悬浮运输。如果已知悬浮载荷的动态影响可以忽略不计（由于沉积物直径或沉积物输送公式的原因），则“床载”方法将更为有效。对于那些需要较少存储空间和较少仿真时间的分数，对流扩散方程无法求解。如果所选的泥沙输送公式包括悬浮组分，则将此组分添加到床荷重中以获得总的荷重性能。

　　床组合物可以建模为单个充分混合的层，也可以建模为多层床，以跟踪随时间推移不同沉积物层的发展。用户界面尚不支持后者。对于长时间跟踪沉积物，以及研究由于床层组成变化而导致可蚀性变化很大的床层，它特别有用。

　　D-Morphology包括使用挖泥，倾倒和营养作业进行泥沙管理的广泛功能。

　　四、D-RTC

　　D-RTC（实时控制）插件可用于对水工结构的反馈控制进行建模。 它可以应用于降雨径流，水力学和水质计算。 D-RTC模块用于集成模型中，并且始终与流体动力学模型结合，例如D-Flow 1D或D-Flow FM。

　　五、D-Water Quality

　　数学水质模型可对给定水系统中的一个或多个水质“状态变量”进行近似的定量描述。模型提供了不完美的现实图像，并且根据需要或尽可能精确。详细信息取决于建模目标和可用数据。对于有意义的水质建模，需要洞悉所用模型的局限性和准确性。

　　在D-水质量模型中，“状态变量”是代表污染物，天然存在的物质或水生生物的“物质”。物质可能通过模型边界，横向流动或“干燥”废物负荷进入模型区域。除非附着或沉积在沉积床上，否则它们会随着水流和湍流在模拟水体中移动（模型域）。水的流动系数和分散系数通常来自流体动力学模型（例如FLOW，D-Flow柔性网格或SOBEK-FLOW），同时这些物质在水生环境中表现出特定的行为。

　　这可以是简单的衰变，也可以是与其他物质相互作用的一个或多个转换。大多数转化归因于微生物，浮游植物和其他水生生物。一些过程是化学反应。其他过程是物理过程，例如水与大气之间的转移。所有水质过程的速率均根据简化或高级的动力学规则制定，每个规则都需要输入参数，通常表示为过程系数。速率取决于温度，有时还取决于其他气象参数，例如太阳辐射和风速。这些参数在模型中的输入由气象强迫指示。强制模型的参数更通用的名称是“强迫函数”。数值求解器用于计算由于质量传输和水质过程而产生的物质浓度。水质模型和基础的数值算法应保持质量，即，它们不应考虑到无法解释的质量损失或产生。良好的水质模型应提供有关质量平衡的详细信息。

　　水质建模可以应用于各种水质问题。这些问题中的每一个都需要对特定物质或一组物质进行建模。如果各个状态变量的模型公式相互连接，则通常需要包括状态变量组。例如，状态变量“有机碎屑”的衰减导致消耗一定比例的状态变量“溶解氧”。另一个例子是代表无机悬浮颗粒和吸附镉的状态变量的沉降。

　　六、RGFGRID

　　RGFGRID程序的目的是为FLOW模块创建，修改和可视化正交曲线网格。

　　曲线网格被应用在有限差分模型中，以在关注区域提供高网格分辨率，而在其他地方提供低分辨率，从而节省了计算量。

　　网格线可能会沿着陆地边界和通道弯曲，因此可以避免臭名昭著的“阶梯”边界，这种边界可能导致人为扩散。

　　曲线网格应该是光滑的，以使有限差分近似中的误差最小。 最后，FLOW的曲线网格必须正交，这样可以节省一些计算量大的转换项。 在模型设置阶段需要付出额外的努力，才能使计算更快，更准确。