HEC-RAS是由美国陆军工程兵团水文工程中心开发的水面线计算软件包。
软件简介
HEC-RAS适用于河道稳定和非稳定流一维水力计算,其功能强大,可进行各种涉水建筑物(如桥梁、涵洞、防洪堤、堰、水库、块状阻水建筑物等)的水面线分析计算,同时可生成横断面形态图、流量及水位过程曲线、复式河道三维断面图等各种分析图表,使用起来十分方便简捷。
软件模型
河道水力分析模型———HEC-RAS是一个针对一维恒定/非恒定流的水力模型,主要用于明渠河道流动分析和洪泛平原区域的确定。模型所得结果可以用于洪水区域管理以及洪水安全研究分析,用以评价洪水淹没区域的范围及危害程度。如在进行河道整治以及新建桥梁等工程的时候,就要分析考虑河道壅水高度、流速变化、桥涵冲刷等这些因素对河流输水,城市防洪的影响。
Hec-Ras现状
目前已迭代至5.0.7。(预计年内发布5.1)
HEC-RAS 迭代速度不快但有长期明确的发展目标。目前一维模型部分已经比较完善,应该不会有大的变动。二维模型是2015年加入的,目前在快速迭代中。
重点说明一下二维模型:
- 二维模型目前有两种方程,浅水方程(Shallow Water Equations)和扩散波假设(Diffusion Wave Approximation of Shallow Water Equations)。浅水方程目前囊括有惯性项(加速度项),重力作用,水压力,摩阻力,紊流项,科氏力(地转偏向)。5.1确认实装风场作用
- 目前支持时变的降水条件,不支持蒸发下渗计算。5.1确认实装空间不均分布的降水条件,蒸发下渗计算
- 计算网格是非结构化网格,不与边界相接的网格是正四边形,与边界相交的为适应复杂边界采用不规则多边形,最多8条边。网格支持局部加密和对齐
- 外边界条件上包括水位,流量,水位-流量,正常水深(河床底坡);内边界支持流量条件。初始条件支持单一水位和全干河床
- 模拟计算上支持变时间步长(库朗数,etc),紊流模型为Depth-averaged parabolic
- 大部分水工建筑物均可以嵌入二维模型。目前桥梁尚不可嵌入,但5.1确认实装该功能
可以说二维模型在河道水流二维模拟方面已经趋于完善
注:HEC-RAS目前的计算网格还不能实现MIKE或Telemac那样的内部岛屿(洞),如果所在没有地形数据则会报错,你可以尝试修改地形加边界网格对齐来代替。
更多的HEC-RAS 5.1 新特性参考后续文章。