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SMS | 地表水模拟软件

SMS(Surface WaterModeling System)用于模拟和分析地表水的运动规律,并包括前后处理软件。它包含一、二维有限单元模型、有限差分模型,以及三维水动力学模型。该软件中的计算模块包含美国陆军工程兵水道实验站开发的几个程序模块和美国联邦公路管理局的两个模块。每种模块都可以计算特定类型的水动力学问题,软件包含的模块可计算以下范围水动力学问题:计算水位、流速等的模块;计算污染物运移的模块;计算波浪要素(如波高、波向等)的模块;计算急变流的模块;计算泥沙的模块。这些模块中既有恒定流模块也有非恒定流模块。

SMS 12.1 已经于2016年发布,最新的版本主要在SRH-2D 水动力模型和接口上做了重要的改进。 

SMS 11.0新增功能 

- 新的光栅模块 

SMS使用光栅(DEM)数据后,将不用将数据转换为离散数据(TIN)。 

光栅数据只需较少的存储空间并且比TIN数据画图更快。 

可插入光栅海拔到离散数据和网格中。 

- ADH模型接口 

SMS与美国军团的自适应液压建模系统(ADH) 2D浅水组件无缝链接 

ADH模块的主要特点包括干湿因素、船的影响、风的影响和一个自适应网格,因此需要动态调整影响因素。 

SMS中ADH界面是由USACEG工程研究和开发中心的沿海和水力学实验室联合开发的。 

 

- WAM模型接口 

WAM是第三代波形模型,可预测光谱方向和波动属性,如有效波高、平均波动方向和频率、膨胀波高和平均方向、风应力场修正,包括在选择输出时的每一个网格点的波浪诱导应力和阻力系数。 

建立WAM网格、创建模拟、巢网格、查看解决方案、为STWAVE模型的输出生成光谱。 

 

- Bouss2D 波浪爬高和漫顶 

在1D模式下运行Bouss2D, 模拟波浪爬高和漫顶的情形 

提取横截面、定位测量、指定粗糙度区域、定义多重波形状态 

沿着横截面创建2D测线图,测量输出的时间序列图,生成汇总统计,如在一定百分比的范围内波峰的高度和每个横截面最大限度的侵害点。 

 

- TUFLOW对流扩散模块 

SMS完全支持新的TULOWAD对流扩散模块 

TULOWAD AD模拟平均深度、二维和一维构成成分的去向和传输 

模拟溶解物和颗粒物的成分 

创建不同的初始浓度和传输系数 

一般模块接口功能的增强 

边界条件和材料属性的模板已经扩展到包括更多的数据类型 

从指定多种边界条件到一个单独的节点、因素或节点字符串 

创建模板,在已选择项中显示或隐藏参数 

定义多重材料组别 

 

-  CMS模型更新 

使用CMS的内联版本时,很多的水流和波浪模型不需要转向模块。 

CMS水流的隐函数解决方案允许更大的时间步骤并对多个处理器代码并行计算。 

CMS波新特点包括泥床定义、非线性波的影响、亚重力波的影响、空间变化风场、XMDF输出、采用多处理器内核的高斯-赛德尔解决方案。 

 

- TUFLOW 模型更新 

TUFLOW 导入SMS外部创建的项目 

把数据集导出到XMDF中 

创建和管理不规则涵洞 

新检修孔特性 

 

- STWAVE模型升级 

支持新的STWAVE V6版本 

从WAM模型中提取边界条件 

对full-plane版本改进迭代控制 

 

- 粒子模块更新 

粒子数量的估计指导,并且被PTM代码覆盖电解 

创建虚拟量具来计算浓度和点周围以及多边形内的其他数据 

用粒子滤波器来显示一个子集的粒子用于显示、选择和计算网格的数据集  

 

-ArcGIS地图服务器层 

有ArcGIS的许可并连接网络,在SMS中,就能使用ESRI的地图数据库和开放的ArcGIS 地图服务器层 

背景地图动态更新,显示的图片可缩放和平移 

 

其他新的特征 

- 把本机投影到Cartesian网格和项目网格中,再动态投射到工作投影中 

- 现在SMS可保存为世界通用的文件和投影文件,甚至可以将有些图形窗口保存为图像文件 

- 使用 Mesh->Map 命令可以导出网格单元到形文件中 

- 从LandXML文件中导入TIN文件 

- 使用“Zoom to”功能,可轻松缩放一个网格、散点集、和选定对象的范围 

 

SMS所有模块介绍 

- Mesh Model:使用GIS类型特征对象在SMS上建立概念模型。用观察覆盖和工具校准模型。创建剖面和时间序列图。 

- Map Module:使用GIS类型特征对象在SMS上建立概念模型。用观察覆盖和工具校准模型。创建剖面和时间序列图。 

- Grid Module:构造2D Cartesian有限差分网格。 

- Annotations Module:创建注释对象,如指北针、文本标签、形态、比例尺和标志。 

- GIS Module:导入和导出GIS文件,并且在SMS中能有Arc对象。 

- Scatter Module:创建和编辑离散数据。过滤点、平滑数据集和将折线添加到TINs中。从离散集合到网格插入标量和矢量数据。 

- Raster Module:用大型的光栅(DEM)文件工作,不需要转换为TIN。 

- Generic Model Interface:通用模型接口包括用来创建和利用模型模板的工具,允许任何2D有限元或者有限差分模型用SMS作为一个前后处理器运行。 

- ADH Modeling:2D ADH模型浅水成分的SMS接口,由USACE创建。关键特征包括元素的湿润/干燥、船只影响、风的影响和自适应网格,并且根据需要进行动态调整元素分辨率。 

- RMA2 Modeling:RMA2是一个1D/2D有限元模型,用来模拟在河流、海湾、河口的涌流。RMA2是由USACE管理的TABS包的水利模型成分。 

- RMA4 Modeling:RMA4是一个对流模型,利用从RMA2模型而来的涌流解决方案。 

- FESWMS Modeling:FESWMS是一个为联邦高速公路管理局创建的2D有限元模型流模型。模型是为在复杂的水力学环境下模拟公路结构而特别设计的。  

- HYDRO AS-2D Model:HYDRO AS-2D是为水域的水动力模拟而设计的一个稳健的有限体积模型。模型应用包括洪水建模、溃坝分析和洪波传播。 

- TUFLOW Model:TUFLOW 是最早的洪水和潮模拟模型应用,包括复杂陆地洪水建模 和管道城市水流、河口、沿海潮汐水力模拟和从风暴潮而来的洪水。 

- TUFLOW Interface:在SMS中,使用TUFLOW接口工具建立一个TUFLOW模型。 

- TUFLOW AD Model:TUFLOW AD是一个对流模型,利用TUFLOW模型中的水利解决方案来为溶解和微粒模拟成分去向和传输。 

- TUFLOW AD Interface:在SMS中,使用TUFLOW AD接口工具建立一个TUFLOW AD 模型。 

- TUFLOW FV Model:在SMS中,使用通用模型接口建立一个TUFLOW FV模型。 

- TUFLOW Multiple Domains: 扩展模块到TUFLOW模型中,利用多域网格创建模拟。 

- ADCIRC Modeling:ADCIRC是一个高级的有限元海岸循环和风暴潮模型。模型应用包括建模潮汐和风力驱动循环、风暴潮和洪水、疏浚可行性和近海洋操作。 

- CMS Flow Modeling:CMS Flow是一个CMS系统的涌流建模组件,由USACE创建。CMS-Flow在海岸和河口环境下模拟水力和运输。 

- CMS Wave Modeling:CMS波浪是CMS系统的波浪建模组件。它是一个光谱波浪转换,适合水湾建模的阶段平均模型。 

- STWAVE Modeling:STWAVE是基于波浪作用平衡方程光谱波浪模型,由USACE开发和维护。 

- CGWAVE Modeling:CGWAVE是一个阶段分辨波浪转换模型,设计用来预测海浪的高度、速度、压力和辐射应力在复杂形状的域和深度变化。 

- BOUSS-2D Wave Modeling:BOUSS-2D是一个综合模型,基于Boussinesq类型方程的时域解决方案,用来模拟在沿海地区和港口波浪的传播和转换。 

- WAM Modeling:WAM是一个全球性的海洋波浪预测模型。WAM预测方向谱和波属性,如有效波高、平均波浪方向和频率、膨胀波高和平均方向和由包括每个网格点在选择输出倍数的波诱导应力和阻力系数纠正风应力场。 

- PTM Modeling:PTM 是一个微粒追踪模型,利用一个来自水力模型的流场来模拟微粒转换过程。

 

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