MIKE水动力笔记8_冷启动与热启动

前言

在本系列博文【MIKE水动力笔记5_建立水动力模型】中，在讲【Step 2 设置模型参数】中的【Initial Conditions】时，提到了冷启动与热启动。

本博文就详细讲解何为冷启动、热启动，并通过一个案例具体分析两者不同。

Step 1 冷启动与热启动的概念

冷启动是指在模型运行初期阶段，没有提前给模型赋予一定的初始条件，需要模型在整个运行期间实现各种指标数据从无到有的过程，比如模拟水位需要从0开始到趋近实际水位，模拟海流需要从0开始到趋近实际流速流向。就相当于这个初期就是让模型开始热起身来，先建立起该有的条件来，初期的数据是不准确的，是无法选用为研究结果的。如果模型模拟时间区段足够长，那么在模型运行中后期阶段，模型就已达到接近实际的各种条件了，此时模型才算是真正的开始模拟你的研究内容。

热启动是指在模型运行初期阶段，我们提前给模型赋予一定的初始条件，使模型从一开始就处于接近实际状况的状态，就相当于模型从一开始就已经热好身了，直接就可以上赛场开始干活了。热启动下的模型从模拟一开始就在真正的模拟你的研究内容了。

Step 2 案例的简介与对比设置

本博文通过一个案例来让读者更深入具体的感受冷启动与热启动的不同。

在本博文的案例中，
研究区域是渤海，
研究时间区段是2021.07.01.0时 — 2021.07.31.0时。
假设在京唐港附近(119.02E,39.18N) 发生污染物大量排放事件，我们需要利用MIKE软件中的对流扩散模块(Transport Module)进行模拟，排放口流量设为2m³/s，污染物浓度设为1，对流扩散模块的初始条件和边界条件都设置为0。

如下四图：

而我们要比较冷启动与热启动，我们就要将水动力模块的初始条件(Initial Conditions)作为变量，先进行一次冷启动条件下的运行，再进行一次热启动条件下的运行。然后分别查看两者在模型模拟时间区段最后一步的污染物扩散结果。

其中冷启动条件下的设置如下图：

其中热启动条件下的设置如下图：

注意：

1. 我这个案例因为主要是研究对流扩散模块的结果，因此我这里就没有给水动力输出结果。
2. 关于上图热启动里面的那个初始条件文件“2021initialshili.dfsu”，我接下来会讲。
3. 初始条件的类型分为三种：①Constant(常数)；②Spatially varying surface elevation(输入随空间变化的水位条件)；③Spatially varying water depth and velocities(输入随空间变化的水深和流速条件)。如果您研究的主要是水动力模块结果，那您热启动就选择②。如果您研究的主要是对流扩散模块结果，那您热启动就选择③。

Step 3 热启动初始条件文件的获取

热启动初始条件文件获取的方法是：提前以冷启动的方式运行一遍你的模型，并把这次运行的时间区段往前拉长，以此生成的dfsu结果文件来作为你正式运行模型的热启动初始条件文件。

上文提到，我这个案例研究时间区段是2021.07.01.0时 — 2021.07.31.0时。共计30天的时间。

那我这里获取初始条件提前运行模型的时间区段就设置为：2021.06.01.0时 — 2021.07.31.0时。共计60天的时间。也就是说提前了30天开始。

在输出项目中，我一般尽量多输出几项，勾选上：
【Surface elevation】水位
【Total water depth】总水深
【U velocity】U方向分速度
【V velocity】V方向分速度
【Current speed】流速
【Current direction】流向

以上设置如下三图：

由此，这次我们运行完模型的结果，得到的dfsu结果文件，就可以作为我们下次正式模拟时的初始条件文件了。

Step 4 冷启动与热启动的运行结果对比

冷启动与热启动的结果对比如下十五图：

从图中可获得的信息如下：

1. 在07/01，也就是模型刚开始运行时，冷启动与热启动两者流速有较大差别，这也正是热启动赋予的初始条件。
2. 在07/02和07/06，也就是模型运行初期，冷启动与热启动两者浓度变化有些差别，但差别不大；两者流速也有些差别，差距逐渐缩小。
3. 在07/16和07/31，也就是模型运行中后期，冷启动与热启动两者无论是浓度还是流速流向，都几乎没有差别。

由此，可得到如下结论：
热启动对模型运行初期的影响较大，对模型运行中期后期影响非常小甚至几乎没有影响。

至此，对于冷启动热启动的讲解就完成啦！

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以上就是全部内容啦~

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