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SMS | 地表水模擬軟件

SMS | 地表水模擬軟件
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地表水模擬軟件
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SMS(SurfaceWaterModelingSystem)用于模擬和分析地表水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并包括前后處理軟件。它包含一、二維有限單元模型、有限差分模型,以及三維水動(dòng)力學(xué)模型。該軟件中的計(jì)算模塊包含美國(guó)陸軍工程兵水道實(shí)驗(yàn)站開發(fā)的幾個(gè)程序模塊和美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的兩個(gè)模塊。每種模塊都可以計(jì)算特定類型的水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,軟件包含的模塊可計(jì)算以下范圍水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:計(jì)算水位、流速等的模塊;計(jì)算污染物運(yùn)移的模塊;計(jì)算波浪要素(如波高、波向等)的模塊;計(jì)算急變流的模塊;計(jì)算泥沙的模塊。這些模塊中既有恒定流模塊也有非恒定流模塊。

靈活的建模方法

Aquaveo率先提出了概念模型方法。通過(guò)使用熟悉的GIS對(duì)象構(gòu)建模型的高等表示來(lái)構(gòu)建SMS中的概念模型:點(diǎn),弧和多邊形。通過(guò)使用概念建模方法以簡(jiǎn)單有效的方式處理大型復(fù)雜模型,并根據(jù)需要輕松更新或更改模型。

SMS可用于在三維環(huán)境中進(jìn)行地表水模擬。

性能優(yōu)化的3D可視化

SMS可用于在三維環(huán)境中進(jìn)行地表水模擬的軟件系統(tǒng):

  • 與真實(shí)3D模型互動(dòng)

  • 優(yōu)化的OpenGL圖形,用于改進(jìn)硬件渲染

  • 創(chuàng)建逼真的渲染

  • 生成PowerPoint或web演示文稿的動(dòng)畫

  • 將圖像覆蓋在模型上并控制不透明度

  • 注釋 - 添加北向箭頭,比例尺,參考圖像,公司徽標(biāo)等

導(dǎo)入各種數(shù)據(jù)式和圖像

模型需要來(lái)自許多不同來(lái)源的數(shù)據(jù)。這就是為什么建立SMS以輕松導(dǎo)入多種文件類型的原因:

  • 光柵圖像包括地理準(zhǔn)配和投影支持

  • 地形圖和海拔數(shù)據(jù)

  • 高程和測(cè)深數(shù)據(jù)

  • Web數(shù)據(jù)服務(wù),如TerraServer

  • ArcGIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)和shapefile

  • CAD文件包括.dwg , .dgn , .dxf格式

  • 投影支持,包括笛卡爾和地理系統(tǒng)

  • 用于分隔文本文件和電子表格的“文件導(dǎo)入”向?qū)?/p>

河流和沿海建模

SMS可以與多種數(shù)值模型進(jìn)行接口,適用于以下應(yīng)用:

  • 河流分析

  • 污染物運(yùn)輸

  • 泥沙運(yùn)輸

  • 粒子追蹤

  • 農(nóng)村和城市洪水

  • 河口

  • 沿海環(huán)流

  • 入口和波浪建模

SMS 13.2中可用的更重要更改和新功能的列表

SRH-2D界面和模型更新

  • 支持新型號(hào)發(fā)布:SRH-2D v3.5

  • 泥沙運(yùn)輸支持

  • 使用ceiling數(shù)據(jù)集(從三維橋梁生成)模擬壓力

  • 指定通過(guò)一維結(jié)構(gòu)的流向

  • 將HY-8結(jié)構(gòu)建模為“鏈接”以允許2D地表流

  • 基于修改流速或Manning的N值以匹配現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)校準(zhǔn)模型

  • 模擬管理,以審查具有修改的邊界條件(流入和出口)、粗糙度值和初始條件的場(chǎng)景

  • 創(chuàng)建泄洪道評(píng)估線

  • 基于單元流的泄洪道圈定

  • 通過(guò)支流的泄洪道劃分

  • 模擬比較工具

SMS工具箱

一個(gè)新的通用工具箱現(xiàn)在在beta版中可用,它允許SMS執(zhí)行Python腳本。這些新工具有助于自動(dòng)化和簡(jiǎn)化很多工作流程。

  • 幾何數(shù)據(jù):操作、編輯和轉(zhuǎn)換UGrid、散布集和網(wǎng)格

  • 地圖模塊:操作覆蓋數(shù)據(jù),使用多邊形修剪弧線,將弧線轉(zhuǎn)換為多邊形

  • GIS數(shù)據(jù):操作柵格和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、混合柵格以及執(zhí)行多源柵格插值

  • 數(shù)據(jù)集:執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算并對(duì)附加網(wǎng)格、分散集或UGrid的數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作

  • 水工結(jié)構(gòu):創(chuàng)建橋梁足跡

  • ADCIRC模型:向ADCIRC模型添加功能,驗(yàn)證/編輯堤壩

  • 其他工具:提供了很多其他工具,并且新工具將在SMS的未來(lái)更新中添加

地圖模塊更新

  • 改進(jìn)的混合功能

  • 改進(jìn)的源/目標(biāo)重新分配

  • 從xyz文件中的連續(xù)點(diǎn)創(chuàng)建橫截面

  • 分割橫截面(刪除長(zhǎng)弧段工具)

  • 根據(jù)中心線確定橫截面的方向(反轉(zhuǎn)右側(cè)-左側(cè)橫截面工具)

  • 檢測(cè)/刪除相對(duì)于中心線的無(wú)效橫截面段(刪除無(wú)效橫截面段工具)

  • 相對(duì)于中心線重新投影橫截面(重新投影橫截面工具)

  • 插值橫截面(工具)

  • 修剪橫截面(工具)

  • 導(dǎo)出地圖覆蓋屬性的選項(xiàng)

UGrid裁剪可視化

使用UGrid裁剪工具切掉UGrid的部分,并使用剪裁平面或縮放器數(shù)據(jù)集值可視化UGrid內(nèi)任意位置的數(shù)據(jù)

新的顯示主題

  • 新顯示主題-創(chuàng)建可以保存并應(yīng)用于其他項(xiàng)目的特定顯示選項(xiàng)設(shè)置的集合

  • 新的等高線標(biāo)簽顯示選項(xiàng)

  • GIS模塊數(shù)據(jù)的擴(kuò)展顯示選項(xiàng)

改進(jìn)的TUFLOW FV界面

TUFLOW FV的界面已更新,可提供自定義支持以及與當(dāng)前TUFLOW FV模型版本的兼容性。

Engineering with Nature(EWN)

SMS 13.2包括用于在模型中實(shí)施來(lái)自自然環(huán)境的工程特征的工具。創(chuàng)建多邊形以在空間上描繪和分類堤壩、紅樹林、沼澤和海灘/沙丘。

數(shù)據(jù)可移植性

數(shù)據(jù)現(xiàn)在在項(xiàng)目之間更易于共享,允許用戶導(dǎo)出和導(dǎo)入模型特定的覆蓋范圍以在項(xiàng)目之間使用。文件組織已更新為項(xiàng)目文件旁邊創(chuàng)建的文件夾。

用戶要求的功能

  • “文件“菜單中顯示的5個(gè)新項(xiàng)目列表,其中包含用于訪問(wèn)至多100個(gè)項(xiàng)目歷史記錄的鏈接

  • “CAD”樣式命令

  • 指定弧/線長(zhǎng)度

  • 修剪/延伸圓弧

  • 創(chuàng)建水平/垂直段

  • 拖動(dòng)/移動(dòng)弧線

  • 展開的繪圖向?qū)?duì)話框

ADCIRC界面更新

  • 改進(jìn)了ADCIRC本機(jī)文件的導(dǎo)入(fort.14/grd, fort.15/ctl, fort.13)

  • 映射邊界條件的可視化

  • 潮汐數(shù)據(jù)庫(kù)的新界面

  • 堤壩驗(yàn)證/編輯工具

STWAVE界面更新

改進(jìn)和簡(jiǎn)化了邊界條件wave案例的總體/規(guī)范

CMS Wave界面更新

CMS Wave界面已更新,提高了性能并支持包括結(jié)構(gòu)在內(nèi)的新模型功能

DMI模型工具箱

使用動(dòng)態(tài)模型接口構(gòu)建的數(shù)值模型接口現(xiàn)在支持Python腳本

AdH模型更新

SMS現(xiàn)在支持AdH 4.6版

SMS模塊介紹 

  • Mesh Model:創(chuàng)建二維有限元網(wǎng)格。 

  • Map Module:使用GIS類型特征對(duì)象在SMS上建立概念模型。用觀察覆蓋和工具校準(zhǔn)模型。創(chuàng)建剖面和時(shí)間序列圖。 

  • Grid Module:創(chuàng)建2D Cartesian有限差分網(wǎng)格。 

  • Annotations Module:創(chuàng)建注釋對(duì)象,如指北針、文本標(biāo)簽、形態(tài)、比例尺和標(biāo)志。 

  • GIS Module:導(dǎo)入和導(dǎo)出GIS文件,并在SMS中啟用ArcObjects。使用大型光柵(DEM)文件而不轉(zhuǎn)換為三角網(wǎng)。 

  • Scatter Module:創(chuàng)建和編輯離散數(shù)據(jù)。過(guò)濾點(diǎn)、平滑數(shù)據(jù)集和將折線添加到TINs中。從離散集合到網(wǎng)格插入標(biāo)量和矢量數(shù)據(jù)。 

  • Raster Module:用大型的光柵(DEM)文件工作,不需要轉(zhuǎn)換為TIN。 

  • Generic Model Interface:通用模型接口包括用來(lái)創(chuàng)建和利用模型模板的工具,允許任何2D有限元或者有限差分模型用SMS作為一個(gè)前后處理器運(yùn)行。 

  • ADH Modeling:2D ADH模型淺水成分的SMS接口,由USACE創(chuàng)建。關(guān)鍵特征包括元素的濕潤(rùn)/干燥、船只影響、風(fēng)的影響和自適應(yīng)網(wǎng)格,并且根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整元素分辨率。 

  • RMA2 Modeling:RMA2是一個(gè)1D/2D有限元模型,用來(lái)模擬在河流、海灣、河口的涌流。RMA2是由USACE管理的TABS包的水利模型成分。 

  • RMA4 Modeling:RMA4是一個(gè)對(duì)流模型,利用從RMA2模型而來(lái)的涌流解決方案。 

  • FESWMS Modeling:FESWMS是一個(gè)為聯(lián)邦高速公路管理局創(chuàng)建的2D有限元模型流模型。模型是為在復(fù)雜的水力學(xué)環(huán)境下模擬公路結(jié)構(gòu)而特別設(shè)計(jì)的。  

  • HYDRO AS-2D Model:HYDRO AS-2D是為水域的水動(dòng)力模擬而設(shè)計(jì)的一個(gè)穩(wěn)健的有限體積模型。模型應(yīng)用包括洪水建模、潰壩分析和洪波傳播。 

  • TUFLOW Model:TUFLOW 是較早的洪水和潮模擬模型應(yīng)用,包括復(fù)雜陸地洪水建模 和管道城市水流、河口、沿海潮汐水力模擬和從風(fēng)暴潮而來(lái)的洪水。 

  • TUFLOW Interface:在SMS中,使用TUFLOW接口工具建立一個(gè)TUFLOW模型。 

  • TUFLOW AD Model:TUFLOW AD是一個(gè)對(duì)流模型,利用TUFLOW模型中的水利解決方案來(lái)為溶解和微粒模擬成分去向和傳輸。 

  • TUFLOW AD Interface:在SMS中,使用TUFLOW AD接口工具建立一個(gè)TUFLOW AD 模型。 

  • TUFLOW FV Model:在SMS中,使用通用模型接口建立一個(gè)TUFLOW FV模型。 

  • TUFLOW Multiple Domains: 擴(kuò)展模塊到TUFLOW模型中,利用多域網(wǎng)格創(chuàng)建模擬。 

  • ADCIRC Modeling:ADCIRC是一個(gè)高等的有限元海岸循環(huán)和風(fēng)暴潮模型。模型應(yīng)用包括建模潮汐和風(fēng)力驅(qū)動(dòng)循環(huán)、風(fēng)暴潮和洪水、疏??尚行院徒Q蟛僮?。 

  • CMS Flow Modeling:CMS Flow是一個(gè)CMS系統(tǒng)的涌流建模組件,由USACE創(chuàng)建。CMS-Flow在海岸和河口環(huán)境下模擬水力和運(yùn)輸。 

  • CMS Wave Modeling:CMS波浪是CMS系統(tǒng)的波浪建模組件。它是一個(gè)光譜波浪轉(zhuǎn)換,適合水灣建模的階段平均模型。 

  • STWAVE Modeling:STWAVE是基于波浪作用平衡方程光譜波浪模型,由USACE開發(fā)和維護(hù)。 

  • CGWAVE Modeling:CGWAVE是一個(gè)階段分辨波浪轉(zhuǎn)換模型,設(shè)計(jì)用來(lái)預(yù)測(cè)海浪的高度、速度、壓力和輻射應(yīng)力在復(fù)雜形狀的域和深度變化。 

  • BOUSS-2D Wave Modeling:BOUSS-2D是一個(gè)綜合模型,基于Boussinesq類型方程的時(shí)域解決方案,用來(lái)模擬在沿海地區(qū)和港口波浪的傳播和轉(zhuǎn)換。 

  • WAM Modeling:WAM是一個(gè)海洋波浪預(yù)測(cè)模型。WAM預(yù)測(cè)方向譜和波屬性,如有效波高、平均波浪方向和頻率、膨脹波高和平均方向和由包括每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)在選擇輸出倍數(shù)的波誘導(dǎo)應(yīng)力和阻力系數(shù)糾正風(fēng)應(yīng)力場(chǎng)。 

  • PTM Modeling:PTM 是一個(gè)微粒追蹤模型,利用一個(gè)來(lái)自水力模型的流場(chǎng)來(lái)模擬微粒轉(zhuǎn)換過(guò)程。

SMS 13.2系統(tǒng)要求

操作系統(tǒng):Windows 10 

RAM:推薦16GB或更多

CPU:SMS軟件占用大量CPU。與SMS集成的某些模型和實(shí)用程序可以同時(shí)利用多個(gè)處理器內(nèi)核。我們建議您的預(yù)算允許非??斓腃PU。

存儲(chǔ):建議的存儲(chǔ)量將根據(jù)各個(gè)數(shù)據(jù)要求而有所不同。新版本的SMS非常占用磁盤I/O。

-機(jī)械硬盤:基本性能

-STATA固態(tài)驅(qū)動(dòng)器:性能更好

-NVMe固態(tài)驅(qū)動(dòng)器:優(yōu)異性能

圖形卡:專用圖形卡比集成圖形好。設(shè)計(jì)用于游戲的基本或中檔nVidia卡效果更好。

顯示分辨率:1920 x 1080或更高。

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