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。

建模方法

Aquaveo提出了概念模型方法。通过使用熟悉的GIS对象构建模型的高等表示来构建SMS中的概念模型：点，弧和多边形。通过使用概念建模方法以简单的方式处理大型复杂模型，并根据需要更新或更改模型。

SMS可用于在三维环境中进行地表水模拟。

性能优化的3D可视化

SMS可用于在三维环境中进行地表水模拟：

• 与真实3D模型互动

• 优化的OpenGL图形，用于改进硬件渲染

• 创建逼真的渲染

• 生成PowerPoint或web演示文稿的动画

• 将图像覆盖在模型上并控制不透明度

• 注释 - 添加北向箭头，比例尺，参考图像，公司徽标等

导入各种数据式和图像

模型需要来自不同来源的数据。这就是为什么SMS可以导入多种文件类型的原因：

• 光栅图像包括地理参考和投影支持

• 地形图和高程数据

• 海拔和水深测量数据

• Web数据服务，如TerraServer

• ArcGIS地理数据库和shapefile

• CAD文件包括.dwg , .dgn , .dxf格式

• 投影支持，包括笛卡尔和地理系统

• 用于分隔文本文件和电子表格的“文件导入”向导

河流和沿海建模

SMS可以与多种数值模型进行接口，适用于以下应用：

• 河流分析

• 污染物运输

• 泥沙运输

• 粒子追踪

• 农村和城市洪水

• 河口

• 沿海环流

• 入口和波浪建模

SMS 13.2中可用的更改和新功能的列表

SRH-2D界面和模型更新

• 支持新型号发布：SRH-2D v3.5

• 泥沙运输支持

• 使用ceiling数据集（从三维桥梁生成）模拟压力

• 指定通过一维结构的流向

• 将HY-8结构建模为“链接”以允许2D地表流

• 基于修改流速或Manning的N值以匹配现场数据自动校准模型

• 模拟管理，以审查具有修改的边界条件（流入和出口）、粗糙度值和初始条件的场景

• 创建泄洪道评估线

• 基于单元流的泄洪道圈定

• 通过支流的泄洪道划分

• 模拟比较工具

SMS工具箱

一个新的通用工具箱现在在beta版中可用，它允许SMS执行Python脚本。这些新工具有助于自动化和简化很多工作流程。

• 几何数据：操作、编辑和转换UGrid、散布集和网格

• 地图模块：操作覆盖数据，使用多边形修剪弧线，将弧线转换为多边形

• GIS数据：操作栅格和激光雷达数据、混合栅格以及执行多源栅格插值

• 数据集：执行数学运算并对附加网格、分散集或UGrid的数据集进行操作

• 水工结构：创建桥梁足迹

• ADCIRC模型：向ADCIRC模型添加功能，验证/编辑堤坝

• 其他工具：提供了很多其他工具，并且新工具将在SMS的未来更新中添加

地图模块更新

• 改进的混合功能

• 改进的源/目标重新分配

• 从xyz文件中的连续点创建横截面

• 分割横截面（删除长弧段工具）

• 根据中心线确定横截面的方向（反转右侧-左侧横截面工具）

• 检测/删除相对于中心线的无效横截面段（删除无效横截面段工具）

• 相对于中心线重新投影横截面（重新投影横截面工具）

• 插值横截面（工具）

• 修剪横截面（工具）

• 导出地图覆盖属性的选项

UGrid裁剪可视化

使用UGrid裁剪工具切掉UGrid的部分，并使用剪裁平面或缩放器数据集值可视化UGrid内任意位置的数据

新的显示主题

• 新显示主题-创建可以保存并应用于其他项目的特定显示选项设置的集合

• 新的等高线标签显示选项

• GIS模块数据的扩展显示选项

改进的TUFLOW FV界面

TUFLOW FV的界面已更新，可提供自定义支持以及与当前TUFLOW FV模型版本的兼容性。

Engineering with Nature（EWN）

SMS 13.2包括用于在模型中实施来自自然环境的工程特征的工具。创建多边形以在空间上描绘和分类堤坝、红树林、沼泽和海滩/沙丘。

数据可移植性

数据现在在项目之间更易于共享，允许用户导出和导入模型特定的覆盖范围以在项目之间使用。文件组织已更新为项目文件旁边创建的文件夹。

用户要求的功能

• “文件“菜单中显示的5个新项目列表，其中包含用于访问至多100个项目历史记录的链接

• “CAD”样式命令

• 指定弧/线长度

• 修剪/延伸圆弧

• 创建水平/垂直段

• 拖动/移动弧线

• 展开的绘图向导对话框

ADCIRC界面更新

• 改进了ADCIRC本机文件的导入（fort.14/grd, fort.15/ctl, fort.13）

• 映射边界条件的可视化

• 潮汐数据库的新界面

• 堤坝验证/编辑工具

STWAVE界面更新

改进和简化了边界条件wave案例的总体/规范

CMS Wave界面更新

CMS Wave界面已更新，提高了性能并支持包括结构在内的新模型功能

DMI模型工具箱

使用动态模型接口构建的数值模型接口现在支持Python脚本

AdH模型更新

SMS现在支持AdH 4.6版

SMS模块介绍 

• Mesh Model：创建二维有限元网格。 

• Map Module：使用GIS类型对象在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：创建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，并在SMS中启用ArcObjects。使用大型光栅（DEM）文件而不转换为三角网。 

• 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是对流模型,利用从RMA2模型而来的涌流解决方案。 

•  FESWMS Modeling：FESWMS是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设计的。  

• HYDRO AS-2D Model：HYDRO AS-2D是为水域的水动力模拟而设计的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是一个高等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是海洋波浪预测模型。WAM预测方向谱和波属性，如波高、平均波浪方向和频率、膨胀波高和平均方向和由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 是微粒追踪模型，利用来自水力模型的流场来模拟微粒转换过程。