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HYDRUS水流和溶质运移模拟软件3.X已发布

HYDRUS水流和溶质运移模拟软件版本3.X内部最新的软件开发工具和库,这对确保与新Windows操作系统的兼容性至关重要。GUI的代码已经全面优化,以实现更好的性能,并且通过开发64位版本的HYDRUS提高了程序容量。虽然HYDRUS 2.X的限制大约是100万有限元,但是64位版本的HYDRUS 3.X可以使用近1000万个有限元。此功能允许HYDRUS模拟的大小显著增加,主要限制因素现在是计算模块的速度。


HYDRUS 3.X中的精选新功能:

· 水库边界条件

HYDRUS(2D/3D)标准二维计算模块的第三版提供了新的系统相关边界条件,进一步称为油藏边界条件。该选项允许用户考虑HYDRUS传输域外部的储层,而水可以从储层添加(注入)或从储层中移除(泵送)。通过与其他地下输送域的界面流入或流出储层取决于输送域中的主要条件(例如:地下水位的位置)和外部通量。由于外部储层中水和溶质的质量平衡不断更新(基于所有输入和输出通量),因此根据储层中的水位动态调整沿输送域的边界条件。


储层边界条件可能具有大量应用,例如:动态估算井中的水位,灌溉期间的沟槽以及湿地中的水位。另一个应用涉及一种相对较新的土地开发方法,称为低影响开发(LID),这是一种“绿色”的雨水管理方法,旨在使用分散的微尺度控制措施来模拟场地的自然水文。低影响的开发实践包括使用生物滞留细胞、渗透(干)井或沟渠、雨水湿地、湿塘、水平扩张器、渗透性路面、洼地、绿色屋顶、植被过滤器和缓冲带、砂滤器、小涵洞、水收集系统(Brunetti等、2016、2017)。


水库BC在HYDRUS(2D/3D)中实现三种不同的几何形状:井、沟和湿地。虽然沟槽BC仅用于二维传输域,但井和湿地BC是针对二维平面和轴对称传输域实现的。



· 扩展根增长功能

为了扩展HYDRUS(2D/3D)标准模块的功能,在版本3中实现了与HYDRUS-1D具有相似功能的简单根增长模型。生根深度LR现在可以是常量(标准方法)或模拟过程中的变量。对于年度植被,需要增长来模拟生根深度随时间的变化。可以使用输入表格提供时变生根深度值,或者使用程序计算,假设实际生根深度是最大根深度Lm [L]和根生长系数fr(t)的乘积。使用经典的Verhulst-Pearl逻辑增长函数计算。当考虑可变的生根深度时,必须使用Vrugt(Vrugt等人、2001、2002)或Hoffman和vanGenuchten(Hoffman和vanGenuchten、1983)函数来描述根的空间分布。



· 3D项目中流动的粒子

流动粒子是假设对象,可以由用户在传输域的任何位置定义,然后程序随着时间考虑未对准的对流传输来计算这些粒子的轨迹和位置。“降低粒子”功能现在可用于2D和3D项目。



·流线

HYDRUS的第三版可以计算和显示给定稳流速度场的流线。流线是CFD结果中常用的图形表示之一,并且非常清楚的显示流向。还有一个选项来运行流动画,即粒子沿着流线的运动。用户可以将此动画保存为视频文件,并将其用于HYDRUS结果的演示。



· 图形操作器

HYDRUS 3.X还提供了执行图形操作的功能,同时还可以组合图形和数字输入,即在图形模式下执行近似操作;并在结束时输入精确的位移或旋转值。在附带的视频中可以看到使用图形操纵器的示例。图形操纵器将更容易定义复杂形状的计算区域。



· 剪切和切片

用于使用相对较大的FE网格的GUI的优化需要使用网格部分的某些变化。虽然仍然完全支持网格截面,但默认情况下程序不会生成与版本2中一样多的网格截面。但是,我们创建了一个名为“唇形”的新图形工具,现在可用于切割或切割3D网格。



· 栅格点中的速度矢量

数百万个网格节点的速度矢量的图形显示不仅缓慢,而且通常也太复杂而无法观看。我们改进了新的GUI,允许在网格节点或光栅点显示速度矢量,而栅格参数(例如:点的密度)是完全可调的。



· 网格剖面的新选项和网格实体的选择

与网格部分相关的有用功能是通过选择数据资源管理器中的几何对象来选择网格节点或元素的可能性。



· 非活动对象

创建计算区域的几何图形所需的一些拓扑对象仅是辅助的,即在生成有限元网格时不考虑它们。示例包括切除部分,管表面的弯曲轴等。HYDRUS 3.X提供了一个新选项,可以自动隐藏这些对象,以便在查看区域时不会干扰这些对象。



· 命名视图

HYDRUS 3.X允许您使用任何设置保存不同的视图,然后快速调用它们。当视图设置不是非常简单时(例如:特殊剪辑和流线等),这尤其有用。保存的视图也可用于在程序中显示结果。此视频显示了使用命名视图的工作。



· 等值线的编号

HYDRUS第三版的3D图形得到了改进,包括使渲染更加平滑和快速。现在,透明模式(对象半透明)也可用于结果的图形显示。我们同时包括自动编号等值线的新选项,并显示当前数量的最小值/最大值的位置。


· 将数据导出到Paraview

虽然我们认为HYDRUS后处理具有项目执行所需的所有最正要的功能,但是一些用户可能需要特定于他们自己所需要的附加功能。新版本的HYDRUS通过将所有结果导出到VTK文件提供了强大的解决方案。VTK是一个著名的开源库,用于科学数据的可视化。然后可以下Para-View中代开导出的HYDRUS结果,这是一个基于VTK的免费程序。由于两种软件产品(VTK和Para-View)都是开源的,因此用户可以完全控制导出的数据,并且可以实现任何特殊的后处理,因为他们最适合其应用。


· 优化和64位版本

版本3内部使用最新的软件开发工具和库,这对于确保与新Windows操作系统的兼容性至关重要。GUI的代码已经全面优化,以实现更好的心梗,并且通过开发64位版本的HYDRUS提高了程序的容量。虽然HYDRUS 2.X的限制大约是100万有限元,但是64位版本的HYDRUS 3.X可以使用近1000万个有限元。此功能允许HYDRUS模拟的大小显著增加,主要限制因素现在是计算模块的速度。


系统要求:

操作系统:Windows XP/ WindowsVista (32 or 64bit) / Windows 7 ( 32 or 64bit) / Windows 8 (32 or 64bit)

2GHzX86CPU

2MBRAM

10GB的硬盘空间,至少500MB的安装空间

分辨率:1024x768像素


推荐系统配置

使用HYDRUS 3D的模型,推荐的系统配置为:

操作系统Windows 7 (32-bit或64-bit)

3GHz或更高的多核CPU

4GBRAM(64-bit 系统8GB)

500GB硬盘空间

显卡为OpenGL硬盘加速,分辨率为1600x1200

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