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MIKE 21 二维水模拟软件

       MIKE 21是迄今拥有最多功能的二维水域物理、化学或生物学过程的模拟工具。

       MIKE 21是一个专业的工程软件包,用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境问题。MIKE 21为工程应用、海岸管理及规划提供完备、有效的设计环境。高级图形用户界面与高效计算引擎的结合使得MIKE 21在世界范围内成为专业河口海岸工程技术人员不可缺少的工具。ECO Lab环境模块的加入使得MIKE 21升级为一个更加有效的环境模拟及评价软件。全球众多的工程技术人员及科学工作者都将MIKE 21作为他们的主要模拟工具。


非结构网格

三角形、四边形或者三角形与四边形相结合的网格形式。可以非常精确地对复杂地形和曲折岸线边界进行模拟,可局部加密,规避了矩形网格在地形模拟上的局限性。


耦合模块

FM系列具备强大的集成系统,可以将波浪、水流和泥沙等模块集成到一个完全动态的耦合模型中。


并行计算   支持多 CPU、多核 CPU并行计算功能,对提升计算速度非常有效。


高速运算   FM 引擎对水动力模拟支持显卡(GPU)计算,计算速度提升非常明显。





应用领域

  • 为评估河口海岸结构物提供设计参数

  • 优化港口布局和海岸保护措施

  • 冷却水、海水淡化及再循环分析

  • 优化沿海排污口设置

  • 河口海岸、海洋结构物的环境影响评价

  • 优化水产养殖系统

  • 优化可再生能源系统

  • 海上安全操作和航海海情预报

  • 沿海洪水和风暴潮预警

  • 内陆洪水及坡面流模拟


主要模块

PP – 前后处理模块提供了集成工作环境,能方便快捷地进行前期输入处理及后期模拟结果的分析和展示。


HD – 二维水动力模块该模块用于模拟由各种作用力产生的水位及水流变化,包括广泛的水力现象,可用于任何可忽略分层的二维自由表面流的模拟。


AD – 对流扩散模块该模块用于模拟溶解或悬浮物质的传输、扩散和降解,特别适用于冷却水和排污口研究。



ST – 沙传输模块先进的非粘性沙模型,提供多种输沙率公式选择,用于模拟水流、潮流、波浪引起的沙传输过程,可用于评估港口布局的合理性、海岸防护方案的影响和潮汐通道的稳定性等。


MT – 泥传输模块一个结合了多级粒径级配和多层底床的模型,可描述泥(粘性泥沙)或沙泥混合物的冲刷、传输和淤积过程。



PT – 二维粒子追踪模块模拟溶解或悬浮物质的传输路径及归宿,用于风险分析、意外泄漏及疏浚工作的监控。


OS – 二维溢油分析模块模拟油类物质的扩展、蒸发、溶解、乳化、沉淀、生物降解等过程,用于溢油预报及溢油事故预案分析。


SW – 二维波谱模块风浪波谱模型,用于模拟风浪和涌浪的生成、成长、传播和变形以及近岸地区的破碎。适用范围广,包括全球尺度的波浪模拟。


BW – 二维Boussinesq 方程波浪模块用于研究和分析港口及沿海地区的波浪扰动。同时BW模型也可对波浪碎波及爬升进行模拟



WS WAT – 波浪分析工具:包含线性谱分析、数字滤波分析、多向波分析和交叉分析等多个波浪分析工具,是MIKE 21 BW的后处理工具。


SM - 海岸线地貌演变模块将地貌演变模块和二维波浪、水流、泥沙模块结合在一起,可以模拟长期的二维海岸线地貌演变。


MA - 系泊分析模块用于模拟受风、波浪和水流影响的系泊船只的运动,也可以模拟护舷和系缆绳受到的作用力。可以直接使用 MIKE 21 BW MIKE 21 HD 的计算结果作为导入文件。


PMS – 二维抛物线型缓坡方程波浪模块:一个折射——绕射波浪模型,用于研究开放海岸区域的波扰动,也用于(有一些限制条件)海岸结构物附近的波浪场计算。


EMS – 二维椭圆型缓坡方程波浪模块:用于研究沿海地区的波浪动力条件,比如由线性和单频波作用力所引起的港口共振响应。


产品特点

非结构网格:具有局部加密的功能,能够很好地拟合复杂岸线或结构物(如桥梁、码头等)。

并行计算:多核CPU并行计算功能,提升计算速度,其中HPC可支持Linux系统。

高速运算:通过GPU运算能力进行MPI并行化运算,计算速度提升非常明显。

有限体积法:能够保证计算域内水量和动量守恒。

自带全球潮汐模型:可以预报模型开边界水位。


功能强大的后处理工具,可模拟多种水工建筑物


  


MIKE 21 GPU      

       MIKE 21 加入了图形处理单元(GPU)计算功能。GPU在MIKE 21 HD FM模块中的应用,使得模拟速度显著提升。相较于之前版本,水动力学模拟速度最高可以提升100倍。

    只有MIKE 21 HD FM模块能够利用这项功能,但与HD FM耦合计算的其他模块( 例如HD FM+AD FM) 都可以利用该功能。其他的模块则在共享的内存中进行多线程并行运算。


MIKE 21 工具实例

  • 全球潮汐数据和潮汐分析预报工具

  • 气候变化编辑器

  • “台风模拟”工具和“由气压图生成风场”工具

  • 先进的网格编辑器

  • 先进的结果图片编辑器

  • 用于读取或修改 MIKE 3 结果文件的数据接口(API)