MIKE 21 教程 2.6 水动力模块教学:柯氏力(Coriolis Forcing),风场(Wind Forcing),冰盖(Ice Coverage),引潮势(Tidal potential)

目录

1 柯氏力(Coriolis Forcing)

1.1 柯氏力含义

1.2 柯氏力软件设置

2 风场(Wind Forcing)

3 冰盖(Ice Coverage)

4 引潮势(Tidal potential)


上一节讲解了涡粘系数与河床阻力的设置,可以说都是与水力学理论强相关的两个设置。

MIKE 21 教程 2.5 水动力模块教学:涡粘系数(Eddy viscosity),河床阻力(Bed Resistance)

本节的内容相对简单,是对柯氏力,风场,冰盖,引潮势的设置,理论基础不再复杂。

1 柯氏力(Coriolis Forcing)

1.1 柯氏力含义

柯氏力又称科里奥利力,是在转动的坐标系里,为了解释运动物体由于坐标转动发生偏转的现象而引进来的一种虚构的力。柯氏力属于一种惯性力,其只改变运动物体的速度方向,不改变运动物体的速度大小。

具体计算公式大家有兴趣可以自行查询地理相关书籍。举两个栗子让大家明白柯氏力的体现:
1)在北半球,水池泄水产生逆时针旋转的水涡;在南半球,产生顺时针旋转的水涡;赤道上不产生水涡
2)傅科摆实验:摆锤的运动平面会发生改变,每经过一个周期的振荡,在沙盘上新画出的轨迹都会偏离原来的轨迹。

1.2 柯氏力软件设置

柯氏力的大小主要与地理位置相关,故计算设置也很简单。

可以看到MIKE提供了三种选项:不考虑柯氏力,基于 格计算柯氏力(Varing in domain),基于特定维度计算柯氏力(Constant in domain)。

基于 格计算柯氏力是根据 格所在的纬度,赋予不同的柯氏力大小。基于特定维度计算柯氏力需要设置一个参考纬度,所有 格都基于这个维度计算柯氏力。

2 风场(Wind Forcing)

风场同样可以设置为常数与随时空变化的文件。对于风场有一个特殊的参数:Direction。Direction代表风向,正北为0°,正东为90°,顺时针以此类推。如果制作dfs0或dfs文件,则需要同时包含风速和风力两部分内容。dfs0或dfs文件详见本博客第三章的内容。风场同样具有软起动选项,但在软启动过程中,变化的只有风速,风向不做更改。软件默认不包含风场数据,一般来说,风场对有地势水位差的模拟影响较小。

风场摩擦力:风摩擦力可以设定为一个常数,或者是风速的函数。如果摩擦力是风的函数,则在最大与最小风速之间的值会做线性内插,如果风速小于最小值或大于最大值,摩擦力则取相应设定的最大或最小值而不再随风速变化做内插。

3 冰盖(Ice Coverage)

该功能较不常用,仅做简单讲解。冰盖主要会对流场产生印象,可设置为四种情况:无冰盖,设定冰盖浓度,设定冰盖厚度,设定冰盖厚度与浓度。在被冰所覆盖的区域,风剪力的影响不会被模型代入计算,因此风速可以被设定为0。流场中考虑冰糙率系数,因此如果设置了冰盖,必须要设定糙率高度。

临界浓度:在模拟区域中,当局地冰浓度大于用户设定临界浓度时,模型中将自动考虑冰盖的存在对流场的影响。该数值默认为0.9

4 引潮势(Tidal potential)

该功能较不常用,仅做简单讲解。引潮势是一个由地球和天体之间相互作用而产生的外力。潮汐引力通常会在深且封闭的水体中作用明显,如地中海,墨西哥湾,或大尺度的模型如太平洋模型。在模型设定中所设定的边界条件通常会影响流的变化。在计算时,引潮势的作用范围是整个模型。

MIKE内置的引潮势的11个分潮可供使用,也可自己添加。

 以上是柯氏力,风场,冰盖,引潮势的全部讲解。

下一节会讲解蒸发与降水,波浪辐射,源的相关内容。

MIKE 21 教程 2.7 降雨/蒸发(Precipitation-Evaporation)、波浪辐射应力(Wave Radiation)、源(Sources)

声明:本站部分文章及图片源自用户投稿,如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢!

上一篇 2022年11月15日
下一篇 2022年11月15日

相关推荐