Mesh Generator中文手冊(cè)

1、MzGeneric.pdfMzGeneric.pdf 手冊(cè)中手冊(cè)中 MeshMesh GeneratorGenerator 中文說(shuō)明中文說(shuō)明目目 錄錄1717 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介.117.117.1概念概念.217.217.2邊界定義邊界定義.31818開(kāi)始開(kāi)始.318.118.1介紹介紹.318.218.2數(shù)據(jù)位置數(shù)據(jù)位置.418.318.3 步驟步驟 1 1 - - 建立一個(gè)工作區(qū)域建立一個(gè)工作區(qū)域.418.418.4步驟步驟 2 2 - - 導(dǎo)入模型邊界線導(dǎo)入模型邊界線.418.518.5步驟步驟 3 3 - - 編輯陸地邊界線編輯陸地邊界線.618.618.6 步驟步驟 4 4 - - 定義開(kāi)邊

2、界定義開(kāi)邊界.918.718.7步驟步驟 5 5 - - 生成網(wǎng)格生成網(wǎng)格.918.818.8步驟步驟 6 6 - - 對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理.1018.918.9步驟步驟 7 7 - - 網(wǎng)格地形插值網(wǎng)格地形插值.1218.1018.10 步驟步驟 8 8 - - 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理.1518.1118.11 步驟步驟 9 9 - - 使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度.15 1 DHI Water & Environment1717簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介網(wǎng)格生成器（mesh generator）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

3、型獲得可靠結(jié)果的重要條件。基于 MIKE Zero 之上的MIKE 21 Flow Model FM, MIKE 3 Flow Model FM 和 MIKE 21 Spectral Wave Model FM,都是以三角網(wǎng)格為基礎(chǔ)的。 圖圖 17.117.1全球模型的陸地全球模型的陸地/ /海洋邊界海洋邊界網(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。此外，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MIKE Zero網(wǎng)格生成器。網(wǎng)格文件是一個(gè)ASCII文件（擴(kuò)展名*.mesh） ，其中包括地理位置

4、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)，XYZ等值線，MIKE 21矩形網(wǎng)格地形，MIKE C-MAP數(shù)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。17.117.1概念概念網(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（arc）和多邊形（polygon）的操作。因此，了

5、解這些概念的含義是非常重要的。 2 DHI Water & Environment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)?；〉膬?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，或兩個(gè)或多個(gè)打開(kāi)的弧線組成。多邊形不需要用戶特別定義，當(dāng)封閉一個(gè)或一組弧線時(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)域的名稱由用戶給出。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)

6、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，這些小多邊形確定了區(qū)域范圍內(nèi)的陸地子區(qū)域。 圖圖1 17 7.2.2網(wǎng)格生成器的概念網(wǎng)格生成器的概念注意：模型區(qū)域（Domain Area）和工作區(qū)域(Workspace Area)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)Boundary Definitions） 。用戶可以通過(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。 3 DH

7、I Water & Environment2、如果你對(duì)模型的邊界滿意，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。17.217.2邊界定義邊界定義用戶使用點(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Point Properties 對(duì)話框中添加節(jié)點(diǎn)屬性值，如圖17.3所示。圖圖 1

8、17 7.3.3確定節(jié)點(diǎn)屬性值確定節(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，用戶需要把網(wǎng)格制作中定義的數(shù)值和具體的開(kāi)邊界聯(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)） 。 1818開(kāi)始開(kāi)始18.118.1介紹介紹本章簡(jiǎn)短地介紹了如何使用網(wǎng)格生成器（Mesh Generator）來(lái)生成網(wǎng)格地形。下面的例子將通過(guò)Funningsfjor

9、d網(wǎng)格實(shí)例向用戶演示如何生成一個(gè)網(wǎng)格地形。這個(gè)例子包含以下步驟：步驟1 建立一個(gè)工作區(qū)域步驟2 導(dǎo)入模型邊界線 4 DHI Water & Environment步驟3 編輯陸地邊界線步驟4 定義開(kāi)邊界步驟5 生成網(wǎng)格步驟6 對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理步驟7 網(wǎng)格地形插值步驟8 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理步驟9 使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度18.218.2數(shù)據(jù)位置數(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:Program FilesMIKEZeroExamplesMIKE_ZeroMeshEdit文件夾. 18.318.3步驟步驟 1 1 建立一個(gè)建立一個(gè)工作區(qū)域工作區(qū)域從MIKE Zer

10、o文件菜單中選擇New然后選擇Mesh Generator。用戶必須在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。一開(kāi)始程序會(huì)提示輸入投影設(shè)置，如圖18.1所示。圖圖18.118.1工作區(qū)域投影工作區(qū)域投影注意：如果你想使用UTM坐標(biāo)投影的話，你必須輸入一個(gè)UTM區(qū)號(hào)。請(qǐng)參見(jiàn)Reference Guide來(lái)對(duì)了解如何選擇UTM區(qū)。請(qǐng)選擇UTM坐標(biāo)投影并且輸入30作為UTM區(qū)號(hào)。Mesh Generator會(huì)創(chuàng)建一個(gè)工作區(qū)域，然后你就可以初始化mesh的創(chuàng)建過(guò)程。18.418.4步驟步驟 2 2 導(dǎo)入模型邊界線導(dǎo)入模型邊界線模型邊界包含兩個(gè)種類：陸地和水之間的邊界，

11、稱之為陸地邊界。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 5 DHI Water & Environment稱之為開(kāi)邊界。定義模型邊界最簡(jiǎn)便的方法是通過(guò)使用MIKE C-MAP。MIKE C-MAP是一個(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MIKE C-MAP中對(duì)一個(gè)特定區(qū)域進(jìn)行放大，并將陸地-水邊界和水深值導(dǎo)出到Mesh Generator進(jìn)行使用。在這個(gè)例子里面，使用了從MIKE C-MAP里面導(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。圖圖18.218.

12、2 FunningFunning 海灣海灣從Data菜單里面選擇Import Boundary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Boundary Attribute對(duì)話框。圖圖18.318.3邊界屬性邊界屬性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 6 DHI Water & Environment義。Reference Guide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/LAT投影說(shuō)明在land.xyz文件中的數(shù)據(jù)是緯度和經(jīng)度。Mesh Generato

13、r會(huì)將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化成在UTM-30投影坐標(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。圖圖 18.418.4導(dǎo)入的邊界數(shù)據(jù)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)。18.518.5步驟步驟 3 3 編輯陸地邊界線編輯陸地邊界線在這一步驟中，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。選擇工具欄上的Delete button (橡皮擦圖標(biāo))，然后選中窗口左

14、區(qū)域中的點(diǎn)和弧線進(jìn)行刪除。 如下圖18.5所示。 7 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.5.5刪除點(diǎn)和弧線刪除點(diǎn)和弧線用戶可以畫一個(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：在編輯工具欄上選擇 Delete鍵, 按住左鍵后拖拉鼠標(biāo)框中右上角的這些點(diǎn)和弧線，完成后放開(kāi)左鍵，這樣選中的點(diǎn)和弧線就被刪除了。 也可以畫出一個(gè)多邊形圈選所要?jiǎng)h除的點(diǎn)，然后按鍵盤上的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Select Point function2、右擊鼠標(biāo)，在顯示的上下文菜單中選擇 Inside Polygo

15、n3、右擊鼠標(biāo)添加polygon的角。沿著窗口左上角的陸地線畫一個(gè)多邊形4、雙擊鼠標(biāo)左鍵，完成這個(gè)多邊形5、按鍵盤上的Delete鍵，將多邊形中所有的點(diǎn)刪除參見(jiàn)圖 18.6。 8 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.6.6多邊形選擇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（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)域右上角畫出一段新的弧線來(lái)封閉海峽。新的開(kāi)邊界和陸地邊界采用相同的兩

16、個(gè)節(jié)點(diǎn)。這段弧線是通過(guò)選擇Draw Arc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。 9 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.7.7生成的陸地邊界生成的陸地邊界18.618.6步驟步驟 4 4 定義開(kāi)邊界定義開(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 - 邊界陸地邊界線中所描述的，圖18.4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。用戶必

17、須自己將右上角的邊界定義為開(kāi)邊界。在Editing Toolbar中選擇Select Arc工具，然后選擇Open Boundary Arc。右擊鼠標(biāo)，選擇Properties. 在出現(xiàn)的對(duì)話框中將Arc Attribute 設(shè)為2。這樣模型模擬程序就會(huì)將屬性值為2的弧線判斷為一個(gè)開(kāi)邊界。 注意: 弧線結(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)和弧線需使用相同的屬性值。18.718.7步驟步驟 5 5 - - 生成網(wǎng)格生成網(wǎng)格現(xiàn)在，用戶可以生成網(wǎng)格了。

18、請(qǐng)?jiān)贛esh菜單中選擇Triangulate選項(xiàng)，于是出現(xiàn)Triangulation的對(duì)話框。在Triangulation對(duì)話框的Option欄中（如圖18.8所示） ，用戶可以通過(guò)設(shè)定參數(shù)從而控制網(wǎng)格的生成過(guò)程。 10 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.8.8T Trianriang gulatiulatio on n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。圖圖 1 18 8.9.9生成的網(wǎng)格生成的網(wǎng)格 18.818.8步驟步驟 6 6 - - 對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處理對(duì)陸地邊界進(jìn)行光滑處

19、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Mesh菜單中，選擇Delete Mesh選項(xiàng)，然后選擇Land Boundary Arc，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵并選擇Redistribute vertices, 就會(huì)出現(xiàn)Redistribute Vertices對(duì)話框，見(jiàn)圖18.10。 11 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.10.10 重新分布頂點(diǎn)對(duì)話框重新分布頂點(diǎn)對(duì)話框在Redistribute vertices對(duì)話框中（如圖18.10）設(shè)定參數(shù)，然后點(diǎn)OK。注意：用戶在接受新的結(jié)

20、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。圖圖 1 18 8. .1 11 1 光滑處理后的陸地邊界光滑處理后的陸地邊界在新的陸地邊界基礎(chǔ)上生成的三角網(wǎng)格如圖18.12所示。注意：新的邊界線上的點(diǎn)比原來(lái)“粗糙”的邊界線上的點(diǎn)（見(jiàn)圖18.9）排列規(guī)則。 12 DHI Water & Environment圖圖 1 18 8.12.12 陸地邊界光滑處理后生成的三角網(wǎng)格陸地邊界光滑處理后生成的三角網(wǎng)格 18.918.9步驟步驟 7 7 - - 網(wǎng)格地形插值網(wǎng)格地形插值用戶可以細(xì)化網(wǎng)格，將生成的三角形與

21、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Insert Polygon工具在峽灣插入Polygon標(biāo)記，使用Select polygon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Mesh菜單中選擇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Import Scatter Data導(dǎo)入離散數(shù)據(jù)。 13 DHI Water & Environment清選擇water.xyz文件，指定LONG/LAT投

22、影。在導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，顯示圖形應(yīng)該如圖8.13所示。圖圖 18.1318.13 離散數(shù)據(jù)視圖離散數(shù)據(jù)視圖現(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Mesh菜單中選擇Interpolate。接受默認(rèn)值(default value)，選擇Interpolate。內(nèi)插結(jié)束后，點(diǎn)擊Close按鈕，內(nèi)插后的網(wǎng)格深度以等高線圖顯示。結(jié)果見(jiàn)圖18.14。 14 DHI Water & Environment圖圖 18.1418.14等高線圖等高線圖現(xiàn)在可以細(xì)化網(wǎng)格來(lái)考慮水深。在Mesh菜單中選擇Refine mesh，接受默認(rèn)值(default values)，點(diǎn)擊Refine按鈕。經(jīng)過(guò)細(xì)化的一系列子

23、網(wǎng)格如圖18.15所示。圖圖 18.1518.15細(xì)化的網(wǎng)格細(xì)化的網(wǎng)格現(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。 15 DHI Water & Environment18.1018.10 步驟步驟 8 8 - - 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光滑處理對(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Mesh菜單選擇Smoth mesh, 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。圖圖 18.1618.16平滑效果平滑效果18.1118.11 步驟步驟 9 9 使用多邊形來(lái)控制節(jié)點(diǎn)密度使用多邊形來(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。用戶可以通過(guò)Step 7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更為靈