提示：
本教程依据的软件版本为 2014 版，不覆盖之后版本软件的新特性和新功能。
本教程主要针对 MIKE 21 FM (Flexible Mesh) 的建模流程，不涉及 MIKE 21 Classic 的建模流程。
教程中提到的MIKE 21 均指 MIKE 21 FM。
目标：在小型矩形水槽中布置一座丁坝，完成一次二维水动力（HD）计算，并观察结果。
提示：一般来说，MIKE 21的计算流程主要包括：建模及网格生成→参数设置→参数率定及模型验证→求解→结果查看与分析。
本篇教程主要目的为简单了解 MIKE 21的整体计算流程及软件快速上手，不包含参数率定与模型验证部分。
1 问题概述（物理场景）
如图，存在一光滑方形水槽：
长 8 m，宽 1 m，高 0.3 m；
在距离入口 2 m 处存在一丁坝，厚度0.05m，伸出长度0.152m；
入流单宽流量0.048\text {m}^3 / \text{s} ·\text{m}，出口控制水深固定0.189 \text{m}；
设置槽底高程 -0.3 m，据此，出口及初始自由面高程 -0.111 m（-0.3 + 0.189）。
2 网格生成
2.1 划分策略
主要网格尺度：最大单元面积 0.005 m²，最小角：30°；
丁坝表达：将丁坝纳入计算域多边形边界，形成凹入的边界几何。
2.2 软件操作
启动MIKE ZERO→New→Mesh Generator(.mdf)→在弹出的指定地图投影窗口选择“NON-UTM”→在保存.mdf文件。
界面基本操作：
Mesh Generator界面，
缩放：Shift + 鼠标滚轮
平移：Shift + 鼠标左键拖动
工具栏：位于窗口上方（绘制与编辑均在此处完成）。
绘制计算域边界：
工具：Draw arc
先粗略绘制 8 m × 1 m 的矩形边界，并在距入口 2 m 处添加厚 0.05 m、伸出 0.152 m 的丁坝凹口。此步不要求精确。
精确调整边界点的位置：
工具：Select point → 右击各顶点 → Properties → 逐点输入坐标。
顶点顺序：自左下角起，逆时针。推荐坐标（单位：m）如下：
定义开边界节点
工具：Select point → 分别在最左侧与最右侧边界顶点处右击 → Vertices → Nodes，将其设置为节点（显示为蓝色）。
设置边界编号：
工具：Select arcs → 右击对应边界线段 → Properties → 设置 Arc attribute：
左侧竖向边界（入口）设为 2；
右侧竖向边界（出口）设为 3。
其余边界保持默认。
加入地形散点并保存：
工具：Add scatter data →
value = -0.30→ 选择保存位置。在计算域内部及四周均匀点击布设散点，使域周围形成闭合带状覆盖，避免大空缺。
点击 Save Edits 保存散点为 .xyz。
生成网格：
菜单：Mesh → Generate Mesh...
设置：
Maximum element area = 0.005
Smallest allowable angle = 30
Maximum number of nodes = 5000
点击 Generate
地形插值到网格：
菜单：Mesh → Interpolate...
设置：
Interpolation Method = Linear
Extrapolation – constant value = -0.30
点击 Start
导出网格：
菜单：Mesh → Export Mesh...
Export As: Mesh File（.mesh） → 选择输出路径与文件名 → OK
3 参数设置与计算
3.1 创建模型文件：
MIKE Zero → New → MIKE 21 → Flow Model FM (.m21fm) → 保存
3.2 导入计算网格：
左侧 Domain → 右侧 Mesh and Bathymetry → Mesh file 选择上一步导出的 .mesh。
3.3 参数设置：
时间设置（Time）：
左侧选项 Time：
Time step interval = 1 s
No. of time steps = 300
模块选择（Module Selection）：
左侧选项 Module Selection：保持仅 HD 勾选。
数值格式（Solution Technique）：
左侧选项 Solution Technique
Shallow water equations
Time integration = Low order, fast algorithm
Space discretization = Low order, fast algorithm
Minimum time step = 1.0E-5 s
Maximum time step = 1 s
Critical CFL number = 0.8
Transport equations（此处与 HD 保持一致设置）
Minimum time step = 1.0E-5 s
Maximum time step = 1 s
Critical CFL number = 0.8
底床糙率（Bed Resistance）：
左侧选项Bed Resistance
Resistance type = Manning number
Format = Constant
Constant value = 100
科里奥利力（Coriolis Forcing）：
左侧选项 Coriolis Forcing
Coriolis type = No coriolis force
其余保持不变
3.4 初始条件（Initial Conditions）：
左侧选项 Initial Conditions
Type = Constant
Surface elevation = -0.111 m
u-velocity = 0 m/s
v-velocity = 0 m/s
3.5 边界条件（Boundary Conditions）：
左侧选项 Boundary Conditions
code2（入口）：
Type = Specified discharge
Format = Constant
Constant value = 0.048 m²/s
code3（出口）：
Type = Specified level
Format = Constant
Constant value = -0.111 m
3.6 结果输出（Output）：
左侧 Output → New output 新建 output 1 → 在新行最右侧 Go to：
Output specification选项卡
Field type = 2D (horizontal)
Output format = Area series
Output file = 2DArea.dfsu
Time step：start = 0，last = 300，Frequency = 1
Output items 选项卡勾选：
Surface elevation
Total water depth
U velocity
V velocity
Current speed
3.7 计算（Run）
菜单 Run → Start simulation... → 选项卡 Parallelization：勾选 Use shared memory approach (OpenMP) → OK 开始计算。
4 结果查看
计算完毕后，左侧菜单 Output → 点击 output 1后的 View 打开结果浏览器
结果项选择：顶部下拉菜单在 Surface elevation / Total water depth / U velocity / V velocity / Current speed 之间切换。
时间控制：单箭头为前后一个时间步；双箭头为跳至首/末时间步。
基本交互操作：
缩放：Shift + 鼠标中键滚轮
平移：Shift + 鼠标左键拖动
右击菜单 Vectors 可显示速度矢量。步。
观察结果：
入口断面平均流速估算：
水流进入丁坝前断面平均流速是否约为0.254\mathrm{m}\,·\mathrm{s}^{-1}在丁坝前可能出现壅水，数值结果略低于该值属合理情况。
丁坝尾部应出现回流区与尾涡，速度矢量应显示局地环流结构。。
附录
建议的目录结构：
.../Working Directory/
├─ mdf/
│ ├─ spur.mdf
│ └─ spur.xyz
├─ mesh/
│ └─ spur.mesh
└─ model/
├─ spur.m21fm
└─ spur.m21fm - Result Files（此文件夹及其内容为自动生成的）
└─ 2DArea.dfsu