FLOW-3D 浅水模型

浅水流是指水平范围远大于垂直范围。例如海洋、河口、大型湖泊中的流动、季节性洪水、液体涂料、润滑膜和汽车用水挡风玻璃。

可以看出，在浅水流中，流体的垂直加速度可以忽略不计，用其深度平均当量代替所有流量变量是对全三维模型的良好近似。然后将三维运动方程简化为水平面上的二维方程，称为浅水方程或浅水模型。利用该模型，流体自由表面可以自由地呈现波动现象。不均匀的水平边界（例如，倾斜的海滩）也可能导致与纯水平流的小偏差。在这个意义上，深度平均近似仍然包括一些三维效果。

浅水模型可以使用多块网格以混合方法与全三维解决方案相结合。给定的网格块是浅水或3D类型。任何一种类型的块都在其公共边界处相互连接。块可以彼此链接（不重叠）和/或嵌套在其他块中（完全重叠）。

三维流动和浅水模型混合

FLOW-3D中的混合浅水/3D 流动模型 旨在模拟“浅水”环境中围绕 3D 结构的流动，例如桥梁、海上钻井平台和大型水库中的水坝。该模型使用多块网格划分，其中一个网格块被指定为 浅水 或 3D。根据用户的选择，标准浅水或 3D 方程在每个块内求解，并且各自的解在块边界处耦合。

模型亮点

• 使用多块方法在一次模拟中结合浅水和3D流动模型，使用户能够有效地捕获关键流动细节并同时对大域进行建模；
• 应用浅水模型来模拟垂直流分量不显着的大尺度水流；
• 使用完整的 D 模型来捕获垂直压力梯度和速度很重要的局部流动细节。

洪水：

这个例子描述了大面积的洪水，水流起源于堰。堰使用完整的 3D 模型进行建模。下游淹没区包含几个简单的结构，用浅水方程描述。两个网格块彼此相邻和 链接的。

溃坝：

上游坝体采用三维网格，可以模拟溃坝的瞬间流场，下游采用浅水模型，可以快速分析水库溃坝后洪水蔓延的范围。

河床中的三维结构

此示例演示了使用 3D 嵌套网格来解析由放置在河床中间的四个垂直柱组成的精细结构。沿河的水流是用一个较大的包含网格块（浅水类型）来模拟的。

整个河道的流场是采用浅水模型分析，河道上的桥梁采用三维网格嵌套实现捕捉， 可以模拟桥墩的冲刷和漫顶分析。