水力边界条件

以数字方式模拟河流范围仍然是一个挑战。其中一个主要挑战是如何为现实模型定义合适的水力边界条件。实践中的液压工程师通常在河流的选定横截面上采用与流体高度和流体体积流量或排放相关的额定曲线。为了向FLOW-3D用户提供这样的数据，***近开发了新的评级 - 曲线边界条件。这种添加现在可以更容易地为液压，环境和河流工程师模拟许多类型的感兴趣的流程，例如：

§ 用于设计水工结构的洪水波模拟（3D模型）

§ 洪水波模拟河流流域甚至整个流域（2D浅水）

§ “纯放电”条件允许设置边界条件，其中没有规格数据可用且只有体积流量（取决于时间与否）是已知的

新的边界条件对于其他需要在入口边界处具有速度分布的应用是另外有用的，因为不需要额外的流动开发建模空间。

评级 - 曲线边界条件。评级 - 曲线边界条件。等级曲线是横截面河流特征，其将流体高度与河流中的排放流量相关联。该评级形曲线边界条件允许用户1定入口和出口边界类型的评级曲线。除了与时间相关的“体积流量”边界条件之外，还可以定义评级曲线条件。通过消除手动输入与时间相关的流体高程数据的需要，这使得对洪水波浪场景建模更加方便。通过出口上的额定曲线BC，FLOW3D，也不再需要在出口上1定时间依赖性压力。额定曲线总是给出与在边界上积分的模拟体积流速相对应的流体高度。这允许用户具有与波浪变形相关的出口边界条件以用于自由表面高度。

FLOW-3D能够读取具有1定为输入信息的500个以上数据点的外部文件。这允许为任意河流剖面输入非常准确的评级曲线。

该视频显示了洪水波模拟的一个示例。入口边界条件具有评级曲线，该评级曲线产生与入射洪水波相关的超临界流。出口具有亚临界流量的额定曲线边界条件。边界条件的这种组合与入口处的时间依赖性泛洪波导致在建模域中形成水力跳跃。四个图表显示了对应于体积流量变化的边界处的流体高度的变化。

1一放电边界条件。如果只在入口边界处知道河流的流速，并且没有关于流体高度的信息，则可以为入口选择新的边界类型“ 仅排放 ”。然后，FLOW-3D根据与入口边界区域相邻的域中的流动情况设置流体高度。除了体积放电率（取决于时间与否）之外，用户必须提供的1一输入是14小流体升高。例如，使用1小流体升高作为防止流态从亚临界状态变为超临界状态的方式。

此视频显示与上一个视频相同的设置，但入口边界已更改为亚临界体积流量。由于入口不再强制超临界流，FLOW3D教程，因此建模域始终保持亚临界流动条件。

入口轮廓边界条件。所有新实施的边界条件都具有在边界条件面上均匀的速度分布。为了减少“轮廓开发长度” ，目前正在开发第三种新型液压边界条件，即入口轮廓。

FlowScience总部位于美国新墨西哥州圣达菲市，FLOW3D中文版，***“流体体积”或VOF方法。我们通过TruVOF算法，在跟踪不同液体/气体界面的速度和准确性方面取得了***性的进步。今天FlowScience产品提供完整的多物理场仿1真，具有多种建模功能包括流体，结构相互作用，6-DoF移动物体和多相流。从一开始，我们的愿景就是为客户提供***的流动建模软件和服务。

提高准确性和稳健性在即将发布的FLOW-3D中v12.0，通过系统地解决沉积物质的质量守恒问题，提高了模型的稳健性，准确性和稳定性。由于沉积物运输和侵蚀所涉及的物理过程的复杂性，以及用于描述这些过程的各种数值近似，沉积物的质量守恒是一项挑战。每种沉积物种类在悬浮状态和填充状态之间不断转换，随着平均流量移动以及在重力作用下沉降，并且通过床载通量沿着填充床的表面运输; 同时与其他物种相互作用，并受物理和数量限制的约束，如填充密度，自由表面，非腐蚀固体和网格分辨率。由此产生的不确定性，近似和假设不可避免地转化为一些大规模保护的损失。这一***1新发展的目标是扩大模型的适用范围并提高其准确性。

另外一项工作是减少解决方案对网格分辨率和单元长宽比的依赖性。结果，沉积物夹带和沉降，床载运输和悬浮泥沙运输的过程得到了实质性的改造。这些变化如下所示

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VOF方法组件在  FLOW-3D中，  自由表面采用流体体积（VOF）技术进行建模，该技术首1次在Nichols和Hirt （1975）中报道  ，FLOW3D安装教程，并且在Hirt和Nichols （1981）中更为完整  。VOF方法由三个组成部分组成：定位表面的方案，将表面追1踪为通过计算网格移动的尖锐界面的算法，以及在表面处应用边界条件的方法。

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