MIKE 21C - MIKE 21C

MIKE 21C , nehir yatağı ve kanal plan formundaki gelişimi iki boyutlu olarak simüle eden bir bilgisayar programıdır . MIKE 21C, DHI tarafından geliştirilmiştir . MIKE 21C, eğrisel sonlu fark ızgaraları kullanır.

MIKE 21C ile simüle edilen süreçler, inşaat ve tarama gibi faaliyetlerden kaynaklanan kıyı erozyonu , temizleme ve sığlaşma, akıştaki mevsimsel dalgalanmalar vb.

Uygulamalar

MIKE 21C, kıyı erozyonuna karşı koruma planları tasarlamak, sığlaşmayı azaltmak veya yönetmek için önlemleri değerlendirmek, sermaye ve bakım taramasını en aza indirmek için navigasyon kanallarının hizalarını ve boyutlarını analiz etmek, köprü, tünel ve boru hattı geçişlerinin nehir kanalı hidroliği üzerindeki etkisini tahmin etmek ve morfoloji, kanal taşkın yatağı sistemlerinde habitat ortamı için restorasyon planlarının optimize edilmesi, morfolojik tahminlere dayalı izleme ağlarının tasarlanması.

Fiziksel süreçlerin doğru tanımları nedeniyle MIKE 21C, Enggrob & Tjerry (1998) tarafından gösterilen bir düzlem yatağından gelişen örgülü bir nehri simüle edebilir .

teori

DHI tarafından yapılan diğer birçok modelde olduğu gibi, MIKE 21C, genel zaman döngüsünün, kullanıcı tarafından seçilen, simüle edilecek süreçleri içerebileceği bir eklenti konsepti uygular. Temel biçiminde model, dinamik ve yarı kararlı veya kararlı hal hidrodinamik çözümlerini simüle edebilen 2 boyutlu bir hidrodinamik modeldir. Hidrodinamik modeli çözer hücre merkezlerinde tanımlanan derinlik ve kademeli bir hız alanı ile iki boyutta Saint-Venant denklemler (dahili kod çözer akı alan örneğin, bir hız vektörü ile çarpılır su derinliği) yerel olarak yönü ile tanımlanan ızgara temel vektörü.

Model, uzun süreler boyunca ince ızgaralar üzerinde morfolojik gelişmelerin simülasyonlarına izin veren, tüm modüllerde paralelleştirmelere sahip , hesaplama açısından paralel bir koddur ( Fortran'da yazılmıştır ). Model tipik olarak birkaç yıl hatta on yıllar boyunca 25.000'e kadar hesaplama noktasıyla uygulanır.

Nehirlerdeki en önemli ikincil akış, adı Helios'tan (Yunanca Güneş) türetilen sarmal akış olarak adlandırılır. Helisel adı, akışın, su sütununun alt kısımlarındaki suyun yerel eğrilik merkezine doğru akması ve su yüzeyi boyunca yerel eğrilik merkezinden uzaklaşması olarak ortaya çıkması nedeniyle kullanılır. Bunun hidrodinamik üzerinde yalnızca küçük bir etkisi vardır, genellikle yalnızca laboratuvar ölçeğinde telaffuz edilir, ancak tortu taşınımı ve morfolojisi üzerinde derin etkileri vardır, çünkü sarmal akış, aksi takdirde sıfır enine tortu bileşenini etkiler. MIKE 21C, örneğin Rozowsky (1957)'de bulunabilen sarmal akış için standart teoriyi uygular. Standart sarmal akış teorisi, tamamen sürtünme ve ana akış yönü ile nehir yatağındaki kayma gerilmesi yönü arasındaki sapma açısı ile karakterize edilen ikincil bir akış hızı profili sağlar.

MIKE 21C, tortu aktarımının yatak yükü ve asılı yük olarak geleneksel bölünmesini kullanır ve model, bir karışımda hem yapışkan olmayan hem de yapışkan tortuyu simüle edebilir.

Yatak yükü modeli, ikincil akışın (yatak kayma gerilmesi yönü) ve yerel yatak eğiminin (yerçekimi) etkilerini hesaba katar. Askıya alınan yük, profil fonksiyonları aracılığıyla 3 boyutlu akış modelinin 2 boyutlu derinlik-entegre etkilerinin yanı sıra zaman ve uzayda adaptasyonu içeren her fraksiyon için bir adveksiyon-dağılım denklemi ile hesaplanır (Galappatti & Vreugdenhil, 1985).

alıntılar

• IL Rozowsky (1957) "Açık kanalların kıvrımlarında Su Akışı", İngilizce Çeviri, İsrail Progr. Bilimsel Tercüme için, Kudüs
• R. Galappatti ve CB Vreugdenhil (1985) "Askıda taşıma için derinlikle bütünleşik bir model",Journal of Hydraulic Research, Vol.23, No.4
• HG Enggrob ve S. Tjerry (1998) "Örgülü Bir Nehrin Morfolojik Özelliklerinin Simülasyonu", Proc IAHR-Symp on River, Coastal and Estuarine morphodynamics, University of Genova, Dept Environmental Eng., Genova, 585-594.