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第27卷第1期 水道港口 V01．27No．1 2006年2月 Joumalof andHarbour Waterway SMS水动力学软件 张明进，张华庆 (交通部天津水运工程科学研究所，天津300456) 摘要：简要介绍了水动力学软件SMS的基本功能，并用简单实例对其前后处理功能做了展小。 关键词：SMS；网格生成；前后处理；数值模拟 中图分类号：TP319；TVl31．2文献标识码：B 文章编号：1005—8443(2006)01—0057—03 grater SMS(Surface Modeling 软件可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，“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儿个程序模块 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(如渡高、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。文中将 简要介绍该软件中包含的各种模块，以及其强大的前后处理功能。 1 SMS软件包含的程序模块 SMS软件界面为高度的可视化界面，其中包含的计算模块来自美国陆军工程兵水道实验站与美国联邦 公路管理局，这些程序以及代码都是美国政府公开的。 1．1美国陆军工程兵水道实验站模型 SMS软件·{t包含的美国陆军工程兵水道实验站的程序分为有限单元模型与有限差分模型2种。其中， 有限单元模型包括以下儿个模块： 可混合使用； (2)GFGEN一将网格地形文件转换为二进制义件，提供给RMA2程序计算； (3)RMA4一在RMA2计算摹础上计算污染物集中扩散变化情况的程序模块； (5)HⅣEL广2D_一用来计算急变流(如水跃)的程序模块； (6)ADCmC必威体育精装版一代扁级循环多维水动力模块，其网格同样采用高度灵活的无结构网格； (7)cGwAVE一模拟人工建筑物(如码头、防波堤等)条件下港口波浪泊稳的程序模块。 有限差分模型包含的模块有两个，分别为： (1)研wAvF一有效计算恒定状态波谱能量传播的程序模块； (2)Grtosr--模拟不规则波存近海传播的程序模块，模型中用方向谱来定义波浪要素。 除上述二维有限单元模型与有限差分模型外，SMS软件中还包含r模拟河网地区水位与流速的～维程 序模块HeeRas，以及三维水动力模块HAMl0。 收稿日期2005—06～22；修回日期：2005—08—20 作者简介：张明进(1979一)，男，辽宁北票人，硕士，主要从事港L『航道数值模拟研究。 Biography：ZHANGMing—jin(1979一)，male，master． 万方数据 水道港 口 第27卷第l期 1 2美国联邦公路管理局模型 SMS软件中还包含，美围公路管理局的两个水动力学模块： 元if，还可以包括堰、涵洞、桥墩等水T建筑物。 (2)BisIam～一维水动力模型，可以模拟河流水位、流速和泥沙输运等。 2 SMS软件前处理 srvis软件|j订处理功能的强大主要显示在它的地 形嘲格生成技术f：。其网格生成主要有两种方式： (I)直接利用导人数据点生成网格；(2)自动生成网 格，并用实测数据点插值网格节点。对于前者，同其 它数学模型处理方式基本一致，文中主要介绍一下 SMS软件中的自动生成网格技术。 2．1网格自动生成技术 图1 无结构四边形网格示意图 SMS软件太多数模块都是使用的有限单元法，其