TK-2D软件从工程应用角度出发，以解决实际工程问题为目的，针对海岸.doc

交通部天津水运工程科学研究院TK-2D数模软件包介绍 开发单位：交通部天津水运工程科学研究院 地址：天津塘沽新港2号路2618号 邮编：300456 电话：022 传真：022TK-2D软件开发负责人：李孟国 博士、研究员 022336 张华庆 博士、研究员 022 TK-2D软件从工程应用角度出发，以解决实际工程问题为目的，针对海岸河口海岸和内河河流的特点，在多年从事海岸河口“五场”数学模型研究工作及《海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程》的基础上，通过对海岸河口数学模型进行“六化”改进和完善，即：系统化、合理化、实用化、通用化、软件化、品牌化，推出海岸河口多功能“五场”品牌化二维数学模型软件包，该软件包的中文名取为“天科”，英文名取为TK-2D，其中2D指二维。 TK-2D是多功能数模软件包，包括河口海岸模块和河流模拟模块（TK-2Dc），其中，河口海岸模块由主模块和辅助模块组成。主模块包括五个子模块，即“五场”：波浪场数学模型软件、(考虑和不考虑波浪及其破碎作用的)潮流场数学模型软件、盐度场数学模型软件、悬沙场数学模型软件和地形冲淤场数学模型软件；辅助模块包括前处理软件、后处理软件和动态显示制作软件。辅助模块实现了窗口菜单操作。内河模拟模块包括网格生成模块、计算模块和后处理模块。 1. TK-2D的技术特点 河口海岸模块 (1)TK-2D是个多功能程序软件包，可以解决海岸河口涉及到“五场”(波浪场、潮流场、盐度场、悬沙场及地形冲淤场)的实际工程问题，是对《海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程》“三场”(潮流场、悬沙场、地形冲淤场)模型的充实和改进； (2)TK-2D中的大范围波浪场模型既有规则波模型和不规则波模型，适合大面积水域的波浪场计算；小范围波浪场模型为基于Boussinesq方程的波浪场数学模型，该模型可以较精细地模拟海岸工程遇到的大多数波浪现象，适宜于港区和航道波浪问题的研究； (3) TK-2D考虑了波流盐共同作用下的泥沙运动(在潮流数学模型中考虑了波浪及其破碎作用，在泥沙挟沙力公式中考虑了波浪因子，考虑了盐度对悬沙沉速的影响)，能反映“波???掀沙、潮流输沙”的泥沙运动机制； (4)TK-2D中的潮流场、盐度场、悬沙场、地形冲淤场都使用两种网格，即矩形网格和三角形网格，可以方便有效地解决海岸河口地区很多实际工程问题。 (5)TK-2D辅助模块包括前处理软件、后处理软件和动态显示制作软件，已经实现了窗口菜单操作。 (6)网格处理技术成熟可行有特色，系数和参数选取合理、恰当。 图2 潮流场动态制作软件(2.0版本)的操作面版 图1 数学模型后处理(验证曲线图绘制)软件的操作面版 河流模拟模块（TK-2Dc） 河流模拟模块主要是以正交曲线网格为基础，对复杂边界条件的河流水流泥沙运动进行模拟，为水利/水运工程建设服务。 （1）河流模拟模块（TK-2Dc）的网格生成已经形成软件化，并且该网格生成系统可与CAD形成无缝接口，数据通用； （2）河流模拟模块（TK-2Dc）的泥沙模拟模式处于行业领先水平，对长江三峡运行前后水沙运动规律及河床变形预测结果较好，目前已应用于多个长江航道整治项目； 图3 TK-2Dc网格自动生成软件界面 图4 TK-2Dc网格自动生成软件生成网格图 2、TK-2D与国际同类软件的比较： 与国际同类软件(MIKE21等)相比，TK-2D具有如下优势： (1) TK-2D是拥有自主知识产权的国产行业品牌软件； (2)TK-2D拥有源程序代码，特别是主模块源程序代码，国际品牌软件只提供可执行软件，不提供源程序，当应用遇到问题时不容易解决； (3) TK-2D运行环境简单，主模块在装有Fortran编译系统的PC机上即可运行，在装有Windows 98以上版本操作系统和Fortran编译系统的PC机上可自由运行主模块和辅助模块，无需安装； (4) TK-2D是多功能数模软件：考虑了波浪对潮流的作用；考虑了盐度对泥沙絮凝的作用；考虑了“波浪掀沙、潮流输沙”的泥沙运动机制； (5) TK-2D中的悬沙场软件和地形冲淤场软件优于国际同类软件：我国是泥沙大国，我国的泥沙研究及数学模型水平处于国际领先水平； (6)TK-2D是在多年不间断的探索和实践经验基础上逐步提高与完善而成，是成熟的“五场”数模软件，可以解决海岸河口地区与“五场”有关的很多实际工程问题，在解决国内海岸河口工程问题上比国际同类软件更方便、更适合。 （7）TK-2Dc在计算河流水流泥沙运动方面比国际上同类软件更开发、灵活，在适用性方面范围更广。 3、T