Подготовить массив исходных данных, характеризующий рельеф дна на заданном участке реки, перенумеровать узлы сетки конечных элементов, построенной при помощи генератора сеток «TRIANA», построить численную модель дна.
Исходные данные:
1. .План моделируемого участка реки, представлен на рис.1.
2. Результаты работы генератора сеток (файл SETPO.REZ)
Порядок выполнения работы:
Подводный рельеф на моделируемом участке реки описывается характерными точками дна. Производится подготовка исходных данных (файл DNOPO.DAT). Для каждой выбранной точки определяются её плановые координаты x, y, а также отметку дна z0.
Отметка проектного уровня воды при выполнении работы условно принимается равной 10,00м.
В исходных данных указываются минимальные и максимальные значения координат и отметок дна (XMIN, XMAX, YMIN, YMAX, ZMIN, ZMAX). Данные координаты определяют размеры параллелепипеда, охватывающего все поле вводимых точек в трехмерном пространстве.
Перед работой с программой DTR.EXE, проводят перенумерацию узлов сетки, приводя к ленточному виду, первоначально она имеет вид матрицы коэффициентов линейных уравнений. SETPO.REZ→RENUM.EXE→SETPO.REZ.
Далее запускается программа DTR.EXE.
DNOPO.REZ ٨ SETPO.REZ→DTR.EXE→DNOPO.REZ
Использую сервисную программу VIEWDNO2.EXE, можно посмотреть результаты построения численной модели рельефа дна
На рис3 представлена численная модель рельефа дна.
Рис.3 Численная модель рельефа дна для заданного участка реки
Решение плановой задачи гидравлики методом конечных элементов
Цель работы:
Подготовить файл исходных данных, содержащих начальные и граничные условия, а также параметры, управляющие порядком выполнения гидравлических расчётов, определить поля средних скоростей сечения и отметок свободной поверхности на заданном участке реки.
Исходные данные:
1. План моделируемого участка реки, представлен на рис.1;
2. Отметки уровня воды на на концах участка (10,00м);
3. Результаты работы генератора сеток (файл SETPO.REZ);
4. Результаты работы программы интерполяции отметок дна
(файл DNOPO.REZ).
Порядок выполнения работы:
Для решения плановой задачи гидравлики методом конечных элементов используется система нелинейных дифференциальных уравнений Сен-Венана[1], дополняется зависимостью для вычисления значений коэффициента Шези, задаются начальные и граничные условия, к которым относятся: поле отметок свободной поверхности в моделируемой области, а также расходы воды на входной границе (верхнем конце заданного участка реки Q=1113м3/c) и отметка свободной поверхности на одном из концов участка (10,55м).
В экранном редакторе подготавливается файл для гидравлических расчётов (Alen.dat). Указываются приближенный средний коэффициент приближенный средний шероховатости русла (0,0207), который в последствии необходимо будет корректировать (0,0113), начальное положение водной поверхности в виде двух наклонных плоскостей:
АА, АА1 – продольные уклоны первой начальной плоскости (-0,00013 0,0003),
ВВ, ВВ1 – поперечные уклоны второй начальной плоскости (0,0 0,0);
СС и СС1 – начальные отметки свободной поверхности воды в начале (Х=0) и второй (х=ХХ=10200) соответственно равные 10,55 и 5,0.
Также указывается параметры ветра и интенсивности проточности с единицы площади:
- коэффициент трения ветра о воду ALW=0.0000027,
- продольная (WX = 0.0) и поперечная (WY = 0.0) составляющие скорости ветра,
- интенсивность притока или оттока воды (QPRIT = 0.0) , вызванная снегопадами или испарениями.
Вводятся граничные условия, которые задаются для входных и выходных подграниц.
Вводится время в часах от начала заданного гидрографа до его характерных точек (TIME=1.0).
Задаются параметры, соответствующие шагу и точности итерационного процесса. Учитываются число и моменты времени выдачи результатов вычислений: NPTIME = 2 - число моментов времени,
PTIME = 20 и 240 – значения этих моментов в часах.
Схема вычислений имеет вид;
ALEN.DAT→RIVER.EXE→ALEN.REZ→VIZU.EXE→MIRSUR.EXE
Результаты гидравлических расчётов представлены на рис.4.
