mike21fm網(wǎng)格生成器中文教程

1、MIKE21FM 網(wǎng)格生成器培訓(xùn)教程 17 簡(jiǎn)介 1 17.1 概念 2 17.2 邊界定義 3 18 開(kāi)始 3 18.1 介紹 3 18.2 數(shù)據(jù)位置 4 18.3 步驟1-建立一個(gè)工作區(qū)域 4 18.4 步驟2-導(dǎo)入模型邊界線(xiàn) 5 18.5 步驟3-編輯陸地邊界線(xiàn) 7 18.6 步驟4-定義開(kāi)邊界 9 18.7 步驟5-生成網(wǎng)格 9 18.8 步驟6-對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理 10 18.9 步驟7-網(wǎng)格地形插值 12 18.10 步驟8-對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理 15 18.11 步驟9-使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度 15 MzGeneric.pdf手冊(cè)中MeshGenerator部分 17簡(jiǎn)介 網(wǎng)

2、格生成器（meshgenerator）為制作三角網(wǎng)格提供了工作平臺(tái) 創(chuàng)建合理的網(wǎng)格是模型獲得可靠結(jié)果的重要條件?；贛IKEZero之上的MIKE21FlowModelFM,MIKE3FlowModelFM和MIKE21SpectralWaveModelFM,都是以三角網(wǎng)格為基礎(chǔ)的。 圖17.1全球模型的陸地/海洋邊界 網(wǎng)格的生成包括選擇適當(dāng)?shù)哪M范圍，確定地形網(wǎng)格的分辨率，考慮流場(chǎng)，風(fēng)場(chǎng)和波浪場(chǎng)的影響，為開(kāi)邊界和陸地邊界確定邊界代碼。止匕外，在考慮穩(wěn)定性的前提下，確定地理空間的分辨率。 生成網(wǎng)格文件可以使用MIKEZero網(wǎng)格生成器。網(wǎng)格文件是一個(gè)ASCII文件（擴(kuò)展名 *mesh）,其中包

3、括地理位置信息和在網(wǎng)格中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的水深。文件還包括三角形的節(jié)點(diǎn)連通性信息。所有關(guān)于生成網(wǎng)格文件的配置信息都在網(wǎng)格定義文件（擴(kuò)展名*.mdf）中, 文件可以被修改和再利用。 網(wǎng)格生成器的功能包括從不同的外部信息源（例如.XYZ水深點(diǎn)，XY空值線(xiàn)，MIKE21矩形網(wǎng)格地形，MIKEC-MAP據(jù)）輸入原始數(shù)據(jù)，或是用內(nèi)置的制圖工具手動(dòng)創(chuàng)建地形數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以在網(wǎng)格生成器中導(dǎo)入背景圖片，例如地圖，在數(shù)據(jù)編輯時(shí)使用它們，或用來(lái)提高圖形的后處理效果。 18.4 概念 網(wǎng)格生成器的使用不斷地圍繞著節(jié)點(diǎn)（node）,頂點(diǎn)（vertice）,弧線(xiàn)（arc）和多邊形（polygon）的操作。因此，了解這些概念的含

4、義是非常重要的。 節(jié)點(diǎn)定義了一個(gè)弧的開(kāi)始和結(jié)束。一個(gè)封閉的弧只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，開(kāi)放的弧有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。 弧的內(nèi)部點(diǎn)叫做頂點(diǎn)，主要用于弧的定位。 一個(gè)弧是由許多線(xiàn)段組成的，組成弧的主要要素是頂點(diǎn)（零個(gè)或多個(gè)）和節(jié)點(diǎn)（一個(gè)或兩個(gè)）。 多邊形是一個(gè)閉合的環(huán)，它由一個(gè)封閉的弧線(xiàn)，或兩個(gè)或多個(gè)打開(kāi)的弧線(xiàn)組成。多邊形不需要用戶(hù)特別定義，當(dāng)封閉一個(gè)或一組弧線(xiàn)時(shí)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)多邊形。一個(gè)多邊形可以被定義為一個(gè)區(qū)域（Zone）,區(qū)域的名稱(chēng)由用戶(hù)給出。通過(guò)定義區(qū)域，多邊形可以被包含入或是排除出模擬區(qū)域。實(shí)際上，網(wǎng)格生成器的工作區(qū)域最終應(yīng)該生成的是一個(gè)大的多邊形，這個(gè)大多邊形確定了區(qū)域的范圍和內(nèi)部的小多邊形，這些小多邊形確

5、定了區(qū)域范圍內(nèi)的陸地子區(qū)域。 圖17.2網(wǎng)格生成器的概念 注意：模型區(qū)域（DomainArea）和工作區(qū)域（WorkspaceArea）是不同的概念，模型區(qū)域是指使用數(shù)學(xué)模型所要模擬的實(shí)際空間范圍，工作區(qū)域是指網(wǎng)格生成器內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格操作的工作范圍。模型區(qū)域是工作區(qū)域的一個(gè)子集。 網(wǎng)格生成器的應(yīng)用包括三個(gè)階段: 1、確定模型邊界-閉合邊界（陸地-海洋）和開(kāi)邊界（參見(jiàn)BoundaryDefinitions）用戶(hù)可以通過(guò)導(dǎo)入陸地-海洋邊界文件，或是在工作空間范圍內(nèi)手動(dòng)操作生成模型邊界。 2、如果你對(duì)模型的邊界滿(mǎn)意，此時(shí)就可以生成一個(gè)與水深無(wú)關(guān)的網(wǎng)格。你可以通過(guò)控制三角形最大面積、三角形最大扭曲度，區(qū)域

6、最大節(jié)點(diǎn)數(shù)來(lái)控制三角形的生成。 3、最后，按照單元中心的水深值，程序會(huì)進(jìn)行網(wǎng)格稀疏的自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)然，這需要用戶(hù)導(dǎo)入水深信息。你可以在工作空間范圍內(nèi)定義多個(gè)獨(dú)立的多邊形，每一個(gè)多邊形的網(wǎng)格細(xì)化都可以是獨(dú)立的。 18.5 邊界定義 用戶(hù)使用點(diǎn)的屬性參數(shù)來(lái)區(qū)分陸地邊界和開(kāi)邊界。定義點(diǎn)的屬性參數(shù)操作如下：選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)（或多個(gè)），右擊并選擇屬性。從PointProperties對(duì)話(huà)框中添加節(jié)點(diǎn)屬性值，如圖 18.6 所示。 圖17.3確定節(jié)點(diǎn)屬性值 字段屬性的具體數(shù)值是無(wú)關(guān)緊要的（在對(duì)話(huà)框中字段被標(biāo)注為a）。這些值被用來(lái)區(qū)分網(wǎng)格中不同的開(kāi)邊界。在模型搭建過(guò)程中，用戶(hù)需要把網(wǎng)格制作中定義的數(shù)值和具體的開(kāi)邊

7、界聯(lián)系起來(lái)。對(duì)于閉邊界（水陸邊界），統(tǒng)一使用1。 注意：當(dāng)生成網(wǎng)格時(shí)，網(wǎng)格生成器默認(rèn)所有的邊界都是陸地邊界。所以，你需要為所有的開(kāi)邊界手動(dòng)定義屬性值。 提示：可以選一個(gè)弧并確定弧的屬性值，這個(gè)屬性將應(yīng)用于弧上所有的點(diǎn)（頂點(diǎn)和節(jié) 點(diǎn)）0 18開(kāi)始 介紹 本章簡(jiǎn)短地介紹了如何使用網(wǎng)格生成器 （MeshGenerator） 來(lái)生成網(wǎng)格地形。 下面的例子將通過(guò)Funningsfjord網(wǎng)格實(shí)例向用戶(hù)演示如何生成一個(gè)網(wǎng)格地形。 這個(gè)例子包含以下步驟: 建立一個(gè)工作區(qū)域 導(dǎo)入模型邊界線(xiàn) 編輯陸地邊界線(xiàn) 定義開(kāi)邊界 生成網(wǎng)格 對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理 網(wǎng)格地形插值 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理 使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度

8、 數(shù)據(jù)位置 例子中用到的數(shù)據(jù)文件位于默認(rèn)的安裝位置，即： c:ProgramFilesMIKEZeroExamplesMIKE_ZeroMeshEdit文件夾. 步驟1-建立一個(gè)工作區(qū)域 從MIKEZero文件菜單中選擇NewM后選擇MeshGenerator0用戶(hù)必須在Mesh Generator創(chuàng)建工作區(qū)域之前對(duì)要操作的網(wǎng)格的投影進(jìn)行定義。 開(kāi)始程序會(huì)提示輸入投影設(shè)置，如圖18.1所示 注意：如果你想使用UTM標(biāo)投影的話(huà)，必須輸入一個(gè)UTMC號(hào)。t#參見(jiàn)ReferenceGuide來(lái)對(duì)了解如何選擇UTKo 請(qǐng)選擇UT坪標(biāo)投影并且輸入30乍為UT陋號(hào) 123456789123456789 K

9、R.驟驟驟驟驟驟驟驟驟步步步步步步步步步 圖18.1工作區(qū)域投影 MeshGenerator會(huì)創(chuàng)建一個(gè)工作區(qū)域，然后你就可以初始化mesh勺創(chuàng)建過(guò)程 步驟2-導(dǎo)入模型邊界線(xiàn) 模型邊界包含兩個(gè)種類(lèi)： 陸地和水之間的邊界，稱(chēng)之為陸地邊界。 模型模擬時(shí)，應(yīng)用邊界條件（水位，流量變化或者波譜）的地方。這些邊界被 稱(chēng)之為開(kāi)邊界。 定義模型邊界最簡(jiǎn)便的方法是通過(guò)使用MIKEC-MAPMIKEC-MA灌一個(gè)包含全球所有海洋水深和陸地-水邊界的數(shù)據(jù)庫(kù)。你可以在MIKEC-MA呻對(duì)一個(gè)特定區(qū)域進(jìn)行放大，并將陸地-水邊界和水深倡導(dǎo)出到MeshGenerator進(jìn)行使用。 在這個(gè)例子里面，使用了從MIKEC-MAP

10、!面導(dǎo)出的兩個(gè)數(shù)據(jù)文件： Land.xyz,定義陸地邊界 Water.xyz,定義區(qū)域內(nèi)一系列點(diǎn)的水深 圖18.2顯示了提取數(shù)據(jù)的區(qū)域。 FMrirngsord 圖18.2Funning海灣 從Data菜單里面選擇ImportBoundary,并且選擇land.xyz文件。選擇land.xyz文件后,會(huì)出現(xiàn)如圖18.3所示的BoundaryAttribute對(duì)話(huà)框。 在菜單里面你可以對(duì)land.xyz文件的布置，數(shù)據(jù)的投影和如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插進(jìn)行定義。ReferenceGuide提供了導(dǎo)入格式的詳細(xì)信息。 請(qǐng)對(duì)圖18.3中的數(shù)值進(jìn)行定義。 注意：此處定義的LONG/LA投影說(shuō)明在land.xy

11、z文件中的數(shù)據(jù)是緯度和經(jīng)度。Mesh Generator會(huì)將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化成在UTM-3股影坐標(biāo)中的東向和北向的坐標(biāo)。 網(wǎng)格生成器讀取數(shù)據(jù)文件并更新工作區(qū)域，如圖18.4顯示。 圖18.4導(dǎo)入的邊界數(shù)據(jù) 在本例中，因?yàn)槲覀冎荒MFjord海峽本身，所以只生成海峽內(nèi)的網(wǎng)格。從圖18.4中可以看出，模擬的圖18.3邊界屬性 UnlRltd2UnlRltd2 wmrowmro 附 加 冊(cè)4T1DD4T1DD 命加n n01:10001:100區(qū)域包括： 模型區(qū)域東北角的一個(gè)模型開(kāi)邊界 沿海峽東部和西部的陸地邊界 下一步包括清理工作區(qū)域不必要的陸地-水邊界點(diǎn) 18.5步驟3-編輯陸地邊界線(xiàn) 在這一步驟中，

12、需要?jiǎng)h除圖18.4所示的模型區(qū)域外的所有點(diǎn) 首先刪除工作區(qū)左邊的點(diǎn)和弧線(xiàn)。選擇工具欄上的Deletebutton（ 選中窗口左區(qū)域中的點(diǎn)和弧線(xiàn)進(jìn)行刪除。如下圖18.5所示。 691OD 6316000 65T7LOD 時(shí)E3 69150X1 14009 6913X）3 691/Od 691皿 691COGO 690EOCO 69既m 69Q7OQ3 69DECOD S9050QJ 而的El294O3JRBdL29BOLIIXDtD父2重30401113tWm 圖18.5刪除點(diǎn)和弧線(xiàn) 用戶(hù)可以畫(huà)一個(gè)矩形框住多個(gè)對(duì)象將它們快速刪除。按照下面步驟刪除工作區(qū)右上角的點(diǎn)和弧線(xiàn)：在編輯工具欄上選擇Dele

13、te鍵，按住左鍵后拖拉鼠標(biāo)框中右上角的這些點(diǎn) 和弧線(xiàn)，完成后放開(kāi)左鍵，這樣選中的點(diǎn)和弧線(xiàn)就被刪除了。 也可以畫(huà)出一個(gè)多邊形圈選所要?jiǎng)h除的點(diǎn)，然后按鍵盤(pán)上的Delete鍵來(lái)進(jìn)行刪除。 請(qǐng)按如下步驟操作： 1、在編輯工具欄上選擇SelectPointfunction 2、右擊鼠標(biāo)，在顯示的上下文菜單中選擇InsidePolygon 3、右擊鼠標(biāo)添加polygon的角。沿著窗口左上角的陸地線(xiàn)畫(huà)一個(gè)多邊形橡皮擦圖標(biāo)），然后 Unmied 4、雙擊鼠標(biāo)左鍵，完成這個(gè)多邊形 5、按鍵盤(pán)上的Delete鍵，將多邊形中所有的點(diǎn)刪除 參見(jiàn)圖18.6。 Untitled2E919QD0:B919QD0B917CI

14、D0160006900的10DO691300051201X16911QD0押10QD0Esoggoo；S9O0ODO-Effl70D06906000-ESCSOOO 293D0029MCO29Hm29BMD30OMD30200D3WDCO30ECO0 圖18.6多邊形選擇 最終得到的陸地邊界如圖18.7所示。注意圖中以下幾點(diǎn)： 圖18.7中所示的陸地邊界是一個(gè)開(kāi)放弧線(xiàn)（有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)）。這是通過(guò)把所有陸地節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這一過(guò)程中要確保陸地邊界上所有的洞都要封閉-這取決 于你之前是如何清空它所在的工作區(qū)的。 在模型區(qū)域右上角畫(huà)出一段新的弧線(xiàn)來(lái)封閉海峽。新的開(kāi)邊界和陸地邊界采用相同的兩個(gè)節(jié)

15、點(diǎn)。這段弧線(xiàn)是通過(guò)選擇DrawArc工具，然后點(diǎn)擊海峽段兩邊的nodes來(lái)生成的。該開(kāi)邊界弧線(xiàn)有以下兩個(gè)作用： 1、定義一個(gè)可設(shè)置邊界條件的開(kāi)邊界 2、生成一個(gè)多邊形來(lái)封閉模型區(qū)域。這樣該模型區(qū)域就可以三角化了，因?yàn)橹挥蟹忾] 區(qū)域（多邊形）才能被三角化。 18.6步驟4-定義開(kāi)邊界 區(qū)分陸地邊界和開(kāi)邊界是非常重要的。正如步驟3-邊界陸地邊界線(xiàn)中所描述的，圖 所示的模型區(qū)域同時(shí)有一個(gè)陸地邊界和一個(gè)開(kāi)邊界。網(wǎng)格生成器將所有的邊界默認(rèn)為陸地邊界。用戶(hù)必須自己將右上角的邊界定義為開(kāi)邊界。 ftEditingToolbar中選擇SelectArc工具， 然后選擇OpenBoundaryArc。右擊鼠標(biāo),

16、選擇Properties.在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中將ArcAttribute設(shè)為2。這樣模型模擬程序就會(huì)將屬性值為2的弧線(xiàn)判斷為一個(gè)開(kāi)邊界。 注意：弧線(xiàn)-結(jié)點(diǎn)屬性值-的默認(rèn)值都為0.當(dāng)導(dǎo)出一個(gè)生成的網(wǎng)格時(shí)，所有的弧線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)的屬性值會(huì)從0變?yōu)?。屬性值1代表了陸地邊界。因此需要用2或者更高的屬性值代表開(kāi)邊界。對(duì)賦予同一邊界條件的邊界節(jié)點(diǎn)和弧線(xiàn)需使用相同的屬性值。 步驟5-生成網(wǎng)格 現(xiàn)在，用戶(hù)可以生成網(wǎng)格了。 69150UO 690900D 29B0D0 -Tim 69(4000 6913000 69T200D 69T100D G910000 690B0D 請(qǐng)?jiān)贛esh菜單中選擇Triangulate選項(xiàng)

17、，于是出現(xiàn)Triangulation的對(duì)話(huà)框。在 Triangulation對(duì)話(huà)框的Option欄中（如圖18.8所示），用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)定參數(shù)從而控制網(wǎng)格的生成過(guò)程。 點(diǎn)擊Triangulate,然后點(diǎn)擊Generate,網(wǎng)格生成器就會(huì)自動(dòng)計(jì)算并生成網(wǎng)格，如圖18.9所示。 圖18.9生成的網(wǎng)格 步驟6-對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理 如果生成的三角網(wǎng)格不夠理想，譬如，靠近陸地的網(wǎng)格過(guò)小，用戶(hù)可以有多個(gè)不同的方法來(lái)修正。其中之一就是對(duì)陸地邊界進(jìn)行平滑處理。 在Mesl#單中，選擇DeleteMesh選項(xiàng)，然后選擇LandBoundaryArc，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵WATEflSENVIROHmENT 圖18.

18、8Triangulation 6914000 6913D0D 6912000 691100口 E310D0D 6909000 690900口 6907000 29600口290DOD3D0D0Q 并選擇Redistributevertices,就會(huì)出現(xiàn)RedistributeVertices對(duì)話(huà)框，見(jiàn)圖18.10o 在Redistributevertices對(duì)話(huà)框中（如圖18.10）設(shè)定參數(shù)，然后點(diǎn)OK注意：用戶(hù)在接受新的結(jié)果之前，應(yīng)該先預(yù)覽生成的邊界。如果地形很復(fù)雜，可能新產(chǎn)生的陸地邊界無(wú)法被模型接受。 如圖18.11所示，新生成的陸地邊界比原來(lái)的平滑。 圖18.11光滑處理后的陸地邊界 在

19、新的陸地邊界基礎(chǔ)上生成的三角網(wǎng)格如圖65150X- h，11J.Lr Bsiazncd &512J0Cr 胎I ITITTIT- - G師OCE G50m- 版JOCr iUUDU 6262- -f f 18.12所示。 圖18.10重新分布頂點(diǎn)對(duì)話(huà)框 注意： 新的 邊 界線(xiàn) 上 的點(diǎn) 比 原來(lái) “ 粗糙 ” 的邊 界 線(xiàn)上 的 點(diǎn)（見(jiàn)圖 esusaaEguooo6913500S91300D6912500691200063116QO6911X06910500691ITO006909印口6909000M詆0090000。690750069070006906500 圖18.12陸地邊界光滑

20、處理后生成的三角網(wǎng)格 步驟7-網(wǎng)格地形插值 用戶(hù)可18.9）排列規(guī)則。 29BOOO299000300DOD 以細(xì)化網(wǎng)格， 將生成的三角形與水深關(guān)聯(lián)起來(lái)。 一般來(lái)說(shuō)， 淺水區(qū)三角形要比深水區(qū)的要小。 請(qǐng)按照如下步驟: 1、刪除網(wǎng)格 2、用編輯工具欄的InsertPolygon工具在峽灣插入Polygon標(biāo)記，使用Selecltpolygon工具，選中多邊形標(biāo)記，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Properties。反選第一個(gè)記號(hào)框，確保該區(qū)域包含在三角化區(qū)域中。 3、生成網(wǎng)格-在Mesl#單中選擇Triangulate,菜單項(xiàng) 在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)插入Z值之前，必須導(dǎo)入內(nèi)插的離散數(shù)據(jù)。用Data菜單ImportSca

21、tterData,導(dǎo)入離散數(shù)據(jù)。 清選擇water.xyz文件， 指定LONG/LA投影。 在導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，顯示圖形應(yīng)該如圖8.13所示。 Above0 10-0 20-10 30-20 40-30 50-40 eo-so 700 00-70 90-90 100-90 1W-1Q0 =120-H0 130-120 -140-130 150-U0 160-1SO 170-160 -190-170 Belaw-10 UndonedValue 現(xiàn)在可以將導(dǎo)入的離散數(shù)據(jù)內(nèi)插到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中。在Mes味單中選擇Interpolate,。接受默認(rèn)值(defaultvalue),選擇Interpolate。內(nèi)插結(jié)

22、束后，點(diǎn)擊Close按鈕，內(nèi)插后的網(wǎng)格深度以等高線(xiàn)圖顯示。結(jié)果見(jiàn)圖18.14。WATEflnENVIENT Pglette 圖18.13離散數(shù)據(jù)視圖 現(xiàn)在可以細(xì)化網(wǎng)格來(lái)考慮水深。在MeshS單中選擇Re巾nemesh,接受默認(rèn)值(defaultvalues)，點(diǎn)擊Re巾ne按鈕。經(jīng)過(guò)細(xì)化的一系列子網(wǎng)格如圖18.15所示。 現(xiàn)在可以注意到靠近陸地的三角區(qū)的面積比峽灣中間的三角網(wǎng)格要小。即四 WnWQWnWQ 即 即3QW3QW 即碎 圖18.15細(xì)化的網(wǎng)格 步驟8-對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理 通常，必須保證相鄰的三角形之間的面積和偏斜度變化越小約好，即，在網(wǎng)格的不同區(qū)域創(chuàng)建平滑的過(guò)渡。 在Mesl#單選擇Smothmesh,確定10作為迭代數(shù)目。 在圖18.16種可以看到網(wǎng)格經(jīng)過(guò)平滑后效果。 日的田 smccttiinAltersmoothing 圖18.16平滑效果 步驟9-使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度 一般情況下，在整個(gè)模型區(qū)域內(nèi)的局部地區(qū)可能需要比其他地區(qū)更為精細(xì)的分辨率和網(wǎng)格密度。用戶(hù)可以通過(guò)Step7描述的以水深來(lái)進(jìn)一步細(xì)分網(wǎng)格，進(jìn)而在一定程度上達(dá)到局部加密的目的。 另外一種方式就是把模擬區(qū)域劃分成不同的子區(qū)域，或者叫多邊形區(qū)域，然后針對(duì)不同區(qū)域定義不同的最大單元面積。這種方法可以使用戶(hù)更為靈活地、根據(jù)不同的水深來(lái)控制網(wǎng)格的生成。 在本練習(xí)中，用戶(hù)就需要在