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EEMS 11—環境流體動力模式系統
EE Modeling System (EEMS) 包括 EFDC+、EFDC+ Explorer (EE) 和 Grid+。
一種最先進的開源多功能地表水建模引擎，包括流體動力學、沉積物污染物和富營養化組件，旨在模擬一維、二維和三維的水生系統。
基于最初由 John M. Hamrick 博士于 1980 年代后期開發的環境流體動力學代碼 (EFDC)，DSI 的 EFDC+ 已成為水系統建模的黃金標準。
EFDC+是流體動力學建模核心軟件。
ENVIRONMENTAL環境
FLUID 流體
DYNAMICS 動力學
CODE代碼
加強版: EFDC+
環境流體力學代碼增強版（EFDC+）是一個通用建模軟件。 模擬地表水系統（河，溪，湖，入?？?，沿海水域和開闊海洋）的一維、二維和三維流動，運輸和生物化學過程
佛吉尼亞海洋科學研究院開發了最初版EFDC軟件，EFDC是一個公共領域建模軟件，功能上相當于：
- POM/ECOM
- CH3D-WES
- TRIM/UNTRIM
- MIKE21/3
- Delft3D
EFDC+是DSI研發出的增強版和優化版
流體動力學
EFDC+ 是 EFDC 的最新增強版，EFDC 是最流行的 3D 流體動力學和水質模型之一。美國環境保護署 (EPA)將最初的 EFDC 描述 為“一種最先進的流體動力學模型，可用于模擬一維、二維和三維的水生系統。在過去的二十年里，它已經發展成為世界上使用最廣泛、技術上最可靠的流體動力學模型之一?！?DSI 采用了 EFDC 的 EPA 版本并對其進行了極大的改進，創建了 EFDC+。自 1998 年以來，DSI 不斷提升模型的流體動力學和穩定性，同時減少運行時間。
> 溫度
水溫是地表水最重要的物理特性之一，它影響密度效應和熱效應對水質動力學和溶解度的影響。
EFDC+ 為您提供了一系列選項來準確模擬水柱中的表面熱交換和太陽輻射衰減。多個計算蒸發選項可用于更好地代表您的系統。
> 鹽度
鹽度變化對河口分層的影響往往大于溫度變化。在數百項研究中，EFDC+ 已被證明可以成功預測河流和河口對海洋鹽度變化的響應，這些變化與淡水流入的季節性變化以及港口和航道加深等人類活動有關。
> 水工建筑物
要對實際物理條件進行逼真的模擬，您可能需要考慮人造結構，例如 橋梁、閘門、涵洞、管道和/或堰。使用 EFDC+，您可以使用標準查找表方法模擬這些結構，或利用增強的 EFDC+ 功能，該功能使用典型水力結構的標準水力方程來計算每個時間步長的適當流量。
> 內部風浪
EFDC+ 優于 EFDC 的 EPA 版本的一個優勢是 EFDC+ 包含一個風浪子模型。這允許將時間和空間變化的波浪條件直接耦合到 EFDC+ 流體動力學。在您的 EFDC+ 模型中，您可以選擇讓這些條件僅影響河床剪應力，或者您也可以通過包含水柱上的輻射剪應力來模擬波浪產生的水流。
> 波浪行動
波浪作用會對流體動力學和沉積物運輸產生重大影響。EFDC+ 可以鏈接到外部波浪建模結果，或者您可以在內部計算風力生成的波浪。
> 外波聯動
EFDC+ 已得到增強，可以有效地鏈接到外部風力模型，例如 SWAN 模型輸出。與內部風浪子模型一樣，您可以選擇包含或排除波浪生成的電流。
垂直分層選項
EFDC+ 可以用作 1 維、2 維或 3 維 (D) 流體動力學模型。對于 3D 模擬，支持兩種不同的垂直分層方案，使您能夠適當地表示系統的垂直結構。
> Sigma-Zed 選項
一種稱為 Sigma-Zed 方法 (SGZ) 的新垂直分層方法已開發并應用于 EFDC+ 模型，可減少水平壓力梯度誤差。Sigma-Zed 方法允許層數在模型域中變化。每個單元格可以使用不同數量的層，盡管該單元格中的層數隨時間保持不變。這在計算上是高效的，現在被推薦為標準方法，確保大大提高準確性。
> 西格瑪坐標
無論水深如何，西格瑪坐標 (SIG) 方法在模型域的任何地方都使用相同數量的垂直層。這是傳統的 EFDC 方法，在大多數現代流體動力學建模代碼中很常見，但是當您的系統具有相對于水平網格尺寸的陡坡床時，它會受到水平壓力梯度誤差的影響。這可以在右側的圖 2 中看到，它演示了如何使用 SIG 方法不真實地表示溫躍層。
您可以在下圖中比較 sigma 坐標和 Sigma-Zed 的分層選項。
> 廣義垂直坐標
EFDC+ 不再支持在 EFDC 的 EPA 版本中可用的通用垂直坐標 (GVC)。GVC 和 Sigma-Zed 方法相似，但 Sigma-Zed 方法產生的結果更準確，并且比類似配置的 GVC 模型快得多。盡管將 GVC 與 EFDC+ 一起使用沒有任何優勢，但 EE 繼續為 EFDC_EPA 的用戶支持 GVC 功能。
熱建模
EFDC+ 已通過一系列熱交換選項得到增強，在模擬復雜的熱系統時為您提供更高的靈活性。
> 新的表面熱交換選項
EFDC+ 有兩個表面熱交換選項，這兩個選項都允許在空間和時間上改變表面熱交換系數和消光系數。2008 年提供了一種平衡溫度方法，隨著 8.3 版的發布，EFDC+ 現在提供了一個新的全熱交換選項。相比之下，除風效應外，標準 EFDC 版本僅允許時間和空間恒定的熱交換系數。
> 熱耦合冰模型
EFDC+ 實施了一個強大的冰子模型，其中使用耦合熱模型 模擬了冰的形成和融化。此功能在其他版本的 EFDC 或其他環境流體動力學建模工具（如 MIKE3 或 DELFT3D）中不可用。
> 強制蒸發
強制蒸發被定義為由于排放加熱的冷卻水導致溫度升高而導致接收水中的額外蒸發。聯邦和州機構現在認為強制蒸發是熱力發電廠的消耗性用途。EFDC+ 擁有必要的工具箱來提供強制蒸發的空間和時間評估。
螺旋槳清洗
EFDC+ 包含一個完全集成的 propwash 模塊，該模塊使用動態耦合到水體三維流體動力學的船舶信息、位置和速度來預測底部速度、床剪切和沉積物再懸浮?？蛇x地，螺旋槳能量可以并入船后的三維流場中。EEMS propwash 模塊適用于觀察到船舶交通和相關 propwash 影響的受污染沉積物修復地點。此功能允許港口工程師進行更綜合的螺旋槳清洗評估。在評估螺旋槳作用對地基或艙壁的影響以及港口維護疏浚時，這是必不可少的
> AIS數據
快速加載和處理來自美國政府支持機構（例如 MarineCadastre.gov）或商業運營商的自動識別系統 (AIS) 數據。AIS 依賴于船舶的海上移動服務身份 (MMSI) 代碼，該代碼可以與時間、位置、航向、航向和速度一起下載，以便輕松導入 EEMS。
> 船舶配置
從多個在線數據庫加載船舶的物理特性，以使用每艘船舶的尺寸和噸位等信息填充 EEMS 船舶數據庫。如果數據不可用，用戶可以估計這些值并將這些值手動輸入系統。通過這種方式，可以準確了解港口或水體中其他感興趣區域的船舶運動。
> 沉積物和毒物完全耦合
在 EFDC+ 中實施的螺旋槳沖洗模塊動態地將感興趣的水體的流體動力網格表示與船舶路徑、流體動力速度場計算、基于梅諾德（1990 年、2000 年）和哈米爾（2016 年）的組合的螺旋槳沖洗方法、模塊用于底部剪切計算、侵蝕通量、沉積物輸送和沉積物結合有毒物質輸送。 受污染的沉積物可能被夾帶，然后被船舶交通引起的水流進一步運輸。這意味著螺旋槳沖洗會影響受污染沉積物場地的清理，其中可能包括疏浚、封蓋或就地處理的組合。
輸沙
在解決沉積、沖刷和沉積、淹沒水生植被 (SAV)、富營養化和有毒污染物輸送等環境問題時，沉積過程對科學家和工程師很重要?？捎糜谀M床/水相互作用的兩個選項是 EPA 版本的 EFDC 中使用的原始方法和使用 SEDFlume 數據的 SEDZLJ 方法。通過使用 SEDZLJ 方法，EFDC+ 在模擬這些多方面的環境問題方面提供了無與倫比的能力和多功能性。
> SEDZLJ輸沙模型
SEDZLJ被認為是世界上最先進的輸沙模型之一。SEDZLJ 由桑迪亞國家實驗室 (SNL) 開發，使用沉積水槽數據來確定侵蝕率和臨界剪切應力。與此重要工具的EFDC_SNL 版本相比，在 EFDC+ 中進行了廣泛測試，提供了重要的增強功能和錯誤修復 。主要改進包括 SEDZLJ 的多線程以實現更快的運行時間，以及 SEDZLJ 沉積物傳輸代碼的擴展以用于有毒物質傳輸。
> 粘性和/或非粘性沉積物類別
EFDC+ 可以模擬任何大小級別的粘性和非粘性沉積物、非粘性床載、床沖刷、沉積和再懸浮的運輸和歸宿。這種靈活性使您能夠解決從簡單到復雜的系統沉積物傳輸問題。
> 床工藝
使用 EFDC+，您可以用單層或多層表示沉積床。多床層選項提供了在床層關系中建立自沉積時間以來的位置與垂直位置的能力。您還可以模擬床裝甲，提供對系統中侵蝕和沉積性質的重要見解。
> 非粘性床載運輸
EFDC+ 已將床載運輸擴展到 SEDZLJ 模塊，并更新了兩種方法以確保質量平衡。
> 床形態學/流體動力學反饋
EFDC+ 支持具有水柱/沉積物床界面高程變化的床形態模擬。這些被納入流體動力學連續性方程，為您提供無縫的形態動力學模擬，而無需鏈接到其他模型。
化學命運和運輸
在世界許多地方，地表水和沉積物中的殺蟲劑、重金屬、多環芳烴、多氯聯苯和其他有毒物質是一個嚴重的問題。EFDC+ 支持復雜的毒物建模功能，在高度精確的數值傳輸方案中提高了 3D 傳輸場的準確性。EFDC+ 為您提供了確定這些物質在水體和沉積床中的長期和短期濃度分布的工具。
> 單耦合模型
EFDC+ 為毒物建模提供了完全耦合的模擬，簡化了模型的構建、校準和場景分析。無需生成和管理接口文件，減少鏈接文件錯誤。歷史上，耦合模型一直被批評為太慢，但有了 EDFC+ 的多線程能力，這種批評不再適用。
> 污染物分離
使用 EFDC+，您一次可以模擬的有毒物質數量沒有限制。每種有毒物質都可以單獨使用 1-、2- 或 3-相分區，并具有可選的有機碳規格。
> SEDZLJ 毒物模型
SEDZLJ由桑迪亞國家實驗室開發， 是對先前模型的改進，因為它直接結合了特定地點的侵蝕率和剪切應力數據，同時保持了對床載和懸載的物理一致、統一處理。EFDC+ 通過 EFDC+ 強大的毒物模型擴展了 SEDZLJ 模型的沉積物輸送能力。
> 腐爛和其他損失
除了大量毒性衰減外，EFDC+ 還能夠模擬水柱和沉積物床中的生物降解以及水面的揮發。
> 非粘性床載運輸
使用 EFDC+，您現在可以為原始沉積物傳輸模塊和 SEDZLJ 模塊模擬由于床載引起的有毒物質傳輸。
富營養化與水質
人類活動增加了地表水體中的養分含量，導致嚴重的藻類大量繁殖，降低溶解氧，并經常 殺死魚類 和其他生物。為了更好地了解眾多因素對您的生態系統的影響并支持做出明智的緩解決策，EFDC+ 為您提供了從簡單到復雜的一系列工具，所有工具都在一個耦合模型中。
> 全富營養化模塊
EFDC+ 包括一個完整的富營養化水質模塊，具有無限的浮游植物和浮游動物群，讓您擁有巨大的靈活性和控制力。該模型模擬水質參數的空間和時間分布，包括溶解氧、懸浮藻類、碳、氮、磷和二氧化硅循環的各種成分、水生細菌和有根植物。
> 無限的藻類
EFDC+ 富營養化模塊已經過重構和增強，可以定義一般的浮游植物群?；谒麄兊乃鷳B系統概念模型，用戶現在可以模擬無限數量的藻類和附生生物群。每組分配不同的沉降、半飽和常數、營養素攝取率等。
> 無限的浮游動物群
作為控制藻類和細菌種群的食草動物，浮游動物在水體營養動態中起著重要作用。因此，浮游動物動力學模塊已在 EDFC+ 10.3 版中實施，主要基于 Cerco 和 Noel (2004) 中提供的公式。該模型定義了一個通用組來模擬無限數量的浮游動物組。
> 沉積物成巖作用
為了增強模型對水質參數的預測能力，以及模擬水質條件隨養分負荷變化而發生的長期變化，EFDC+ 將沉積物過程模型與水質模型相結合。增強型 EFDC+ 沉積物成巖模塊最初是由 DiToro 為切薩皮克灣模型開發的，它模擬了 27 個狀態變量。該模塊預測沉積物和水柱之間的營養物通量。
> 水生植物
EFDC+ 中的有根植物和附生植物模塊 (RPEM) 模擬沉水水生植被 (SAV)，通常在許多河流和湖泊的岸邊觀察到。在本模塊中，您可以選擇將水和沉積物養分與水生植被的生長和腐爛聯系起來。除了模擬 SAV 之外，該模塊還可以模擬植物上生長的附生植物，這對于準確評估濕地的養分吸收至關重要。
粒子追蹤
EFDC+ 添加了一個強大的拉格朗日粒子跟蹤 (LPT) 模塊，允許您進行混合研究、跟蹤釋放/排放和模擬漏油。您可以模擬任意數量的粒子組，每個粒子組都有自己的屬性和任意數量的粒子。LPT 子模型有兩個主要的計算選項，一個用于跟蹤零質量粒子（傳統粒子跟蹤方法），另一個用于溢油模擬。
> 粒子追蹤模擬
當使用 EFDC+ 模擬零質量粒子時，您可以選擇將粒子定義為固定深度處的常數，或在具有可選沉降/上升的全 3D 模式下定義。粒子運動可以與 EFDC+ 的水平和/或垂直擴散系數或用戶指定的擴散系數相關聯。您還可以為粒子運動添加隨機游走選項。
> 溢油建模
您還可以使用 LPT 子模型來模擬漏油。使用此選項，EFDC+ 允許您定義石油的總排放量、石油特性（例如上升/下降速度）以及損失項（例如蒸發和生物降解）。這個強大的子模型為開發應急響應模擬以及分析歷史泄漏的命運和運輸提供了支持。
MPI/OMP 混合多線程
EFDC+ 已經過優化，可以應用基于英特爾消息傳遞接口 (MPI) 的域分解方法。憑借此功能，EFDC+ 可以以前所未有的速度跨大型集群系統以及多核臺式計算機運行。帶有 OMP 的 EFDC+ 通常在六核處理器上產生的運行時間比傳統的單線程 EFDC 模型快 4 倍。對大型領域模型（500K 單元）的測試表明，這種新的混合 MPI/OMP 方法使用 32 個計算核心實現了近 17 倍的加速。使用在 Amazon Web Services (AWS) 上配置的集群，進行了強大的擴展研究，結果在使用 96 個計算核心時實現了近 25 倍的加速。
總的來說，使用 MPI 的域分解方法提供了跨集群運行的能力，并且與以前版本的 EFDC+ 相比，性能得到了顯著提高。
附加功能
EFDC+ 得到了增強，遠遠超出了最初的 EPA EFDC 代碼。除了其他部分提到的增強功能外，DSI 還進行了進一步的改進以滿足用戶和項目的需求，包括以下內容。
> 動態內存分配
雖然其他版本的 EFDC 需要為每個新模型重新編譯源代碼，但 EFDC+ 的動態內存分配允許您在建模應用程序之間使用相同的可執行文件而無需重新編譯。這有助于防止意外的數組覆蓋錯誤，并為源代碼提供更多的可追溯性?？梢栽诖颂幷业接嘘P動態內存分配的更多詳細信息 。
> 海洋流體動力學
為了在河流、潮汐通道、洋流和其他水體中安裝和運行渦輪機和波浪能轉換器 ，EFDC+ 完全結合了海洋流體動力學 (MHK) 模塊來模擬它們的位置和潛在影響?；谏５蟻唶覍嶒炇倚薷暮蟮?EFDC 代碼，此 EFDC+ 模塊已擴展為可與新的 Sigma-Zed 垂直分層方案一起使用。
> NetCDF 格式化輸出
EFDC+ 已升級，允許導出根據 netCDF-CF （netCDF-氣候和預測） 慣例格式化的模型結果。此次升級使 EFDC+ 輸出可以直接讀取并顯示在 Web 服務器上，支持 實時模型。
> 子域的連接
EFDC+ 現在可以在 IJ 空間中使用具有兩個或多個斷開連接的子域的網格。因此，EFDC+ 可以沿著單元上的 EW 面以及 NS 面連接子域。這使得復雜網格配置的開發能夠滿足復雜物理域的要求。
> 雙向邊界流
EFDC+ 現在可以使用取水-回流 和 水力結構 邊界條件處理雙向流動 。
EFDC在全世界被廣泛應用。這主要是因為:
強大的計算引擎，為開發提供了良好測試的基礎并提供源代碼；
EFDC被全世界的監管機構廣泛接受；
美國環境保護署 (USEPA) 是EDFC早期使用者并支持EFDC的發展。USEPA仍然推薦EFDC用于不同類型的研究。美國國家機構采用EFDC用于常規水質管理；
中國環境法規目前已經出版了支持EFDC使用的指南 ；
全世界的研究人員都使用EFDC進行研究，并擴展源代碼的功能來滿足他們的研究目標。
一個圖形用戶界面 (GUI)，提供范圍廣泛的預處理和后處理工具，以協助開發、校準和分析 EFDC+ 模型。環境流體動力學代碼的前處理器和后處理器。
我們的圖形用戶界面 (GUI)、EFDC+ Explorer (EE) 在設計時充分考慮了最終用戶。我們知道讓任何版本的 EFDC 更易于使用對科學界都是有益的，因此我們創建了 EE 以使 EFDC 建模過程更順暢和高效。EE 使建模者無需花費數百小時進行繁瑣的數據輸入和文本文件編輯。此外，您將不再需要廣泛的編程知識或 FORTRAN 編譯器。EE 為構建模型提供了一個簡單的分步過程。
在 EE 之前，如果您想使用任何版本的 EFDC 創建流體動力學模型，您將需要一到兩年的時間來創建、編輯、運行和校準模型?，F在，借助 EE 的輸入工具、計算效率、一致性檢查、改進的處理速度和整體可用性改進，您只需一到兩個月就可以擁有一個可行的復雜模型！
世界各地都使用環境流體動力學模型來預測和分析環境事件、解決法律糾紛、可視化有毒污染并為復雜的科學問題提供解決方案。面對如此多的風險，EEMS 在維護和支持軟件方面堅持高標準。在開發過程中，EEMS 通過更快的處理速度、更多的分析工具、新的子模型和錯誤修復改進建模系統。對于每個版本，EEMS 都會繼續改進和更新以滿足社區的需求。
網格初始化
EFDC_Explorer (EE) 使快速生成笛卡爾網格或從各種第三方工具和替代建模系統導入網格成為可能。這使您可以快速構建和修改用于 EEMS 模型的網格。
> Grid+ & CVLGrid 導入
Grid+ 是 EEMS 的曲線正交網格生成工具，旨在為 EFDC+ 創建和編輯網格，盡管它也適用于任何其他使用曲線網格的 2D 建模工具。EE 已經過優化，可以導入 Grid+ 文件并快速生成 EFDC+ 模型。Grid+ 正在取代 CVLGrid 作為我們的網格生成器。
> 創建笛卡爾網格
EE 生成具有均勻網格間距或可變網格間距的笛卡爾網格。您可以通過定義域范圍和網格間隔輕松生成矩形模型域?？梢允褂煤０毒€文件在 EE 中指定更復雜的模型域。EE 快速簡便的模型生成工具可在模型開發的早期階段實現快速網格分辨率測試。
> 導入第三方曲線網格
EE 能夠導入由第三方實用程序生成的復雜曲線模型，例如 Delft RGFGrid 格式文件（即 GRD 文件）、Grid95 和 SEAGrid，以及任何通用的基于單元格的節點坐標文件。這意味著您可以利用項目中的現有工作，而無需返回并從頭開始。
> 導入其他模型網格
EE 允許您從各種流體動力學模型（例如 CH3D-WES、CH3D-IMS、ECOMSED 和早期版本的 EFDC）中快速導入網格。EE 還可以導入具有多個子域的網格，包括可以使用 EFDC+ N/S 和/或 E/W 單元格連接進行連接的斷開連接的子域。
模塊激活
EFDC+ 模型的完全耦合特性具有不需要外部鏈接到其他子模型或可執行文件的巨大優勢，因此簡化了復雜的模擬。所有計算均在 EFDC+ 代碼內部進行，該代碼包含所有子模型，包括流體動力學、風生波、溫度、鹽度、染料、沉積物輸送、毒物、水質等。為了簡化對這些廣泛選項的管理，EE 允許您在一個位置打開和關閉每個模塊，如下所示。只有當您打開給定模塊時，才會顯示相應的選項。這使得在邏輯上按部就班地構建模型變得更加容易，并使 GUI 保持有序和簡潔。
> 默認參數
EE 通過使用常用的默認參數自動初始化 EFDC+ 參數和設置，為您節省了大量時間。例如，只需打開水質子模型，即可初始化數百個水質參數。然后，您可以根據研究需要修改這些內容。
EE 還提供了從現有模型加載默認參數的選項。
初始條件設置
EE 提供了用于在每個 EFDC+ 子模型中設置初始條件 (IC) 的工具，具有用戶友好且直觀的界面。使用此工具，您可以從各種常見文件格式導入，然后編輯數據、插入稀疏數據、在用戶指定的區域應用數據和/或將密集數據平均化到模型單元中。
> 水柱
EE 允許您為水柱設置恒定或水平和/或垂直變化的初始條件。然后，您可以在 2D 平面圖或剖面圖中查看這些 IC，從而對每個特定子模型進行簡單快速的 IC 質量控制。
通過簡單的點擊式手動編輯單元 IC 或在用戶定義的多邊形內對 IC 進行分組編輯來優化您的模型。
> 沉積床
EE 憑借其強大的沉積物床初始化功能，可以輕松構建沉積物傳輸模型?？梢栽趲酌腌妰仍O置恒定或水平和/或垂直變化的 IC。
沉積巖芯編輯工具允許您查看每個巖芯的粒度分布圖和 d50、創建和刪除巖芯，然后自動構建模型的沉積床。
邊界條件設置
EFDC_Explorer (EE) 為您提供強大的工具，用于定義和編輯流量、壓力/潮汐邊界、水力結構、回流和噴射羽流的模型邊界條件 (BC)。廣泛的諧波潮汐生成功能可用于創建開放邊界時間序列。這些選項使您可以輕松構建、修改和評估 BC。
> 構建強制系列
為了支持構建設置邊界條件所需的各種時間序列文件，EE 具有強大且多功能的時間序列編輯和查看工具。您可以導入各種文件格式并管理復雜的數據集，包括多種沉積物、有毒物質或水質等級。
例如，左圖顯示了用于開發水力結構力的 EE 時間序列編輯器界面。此選項使用查找表來查找揚程與流量。
> 將力系列鏈接到模型網格
使用 EE 中的 2D 地圖視圖，您可以輕松查看、編輯和/或創建邊界條件并將它們鏈接到給定的力系列。每種邊界條件類型都有一個設計獨特的 GUI 編輯器，帶有一系列定制工具，可以輕松快速地構建和編輯邊界條件。
此外，EE 還提供了一個全球 BC 列表，其中顯示了所有 BC 以及與之相關的強迫系列。這些工具使識別模型設置問題和執行質量控制活動變得容易。
模型參數設置
EE 用于設置關鍵 EFDC+ 參數的強大 GUI 使模型設置和校準比以往任何時候都更容易。大量的錯誤檢查功能和屏幕工具提示可幫助您為模擬設置適當的值，而無需經常參考用戶指南。
> 時序參數
EE 允許您輕松設置模型運行的開始和結束時間，并提供建議時間步長的幫助。在 EE 中簡化了使用 Julian 和 Calendar 日期設置動態時間步長和管理模型時間。
> 流體力學
帶有通用設置和值的 EE 模板為湍流擴散和垂直渦流粘度提供了默認的湍流選項，因此您可以快速運行模型。
> 輸沙
對于沉積物傳輸建模，EE 提供了兩種方法來模擬沖刷/沉積過程的侵蝕率：EFDC+ 原始沉積物傳輸方法和 SEDFlume 數據（即 SEDZLJ）方法。兩者都允許在有和沒有床載的情況下進行粘性和非粘性運輸。您可以選擇使用床沖刷/沉積過程的流體動力學反饋進行形態分析。EE 的工具可幫助您設置參數，包括床過程計算器、指南和工具提示。
> 有毒物質
EFDC+ 支持多種不同的吸附選項，用于模擬有毒物質，作為沉積物傳輸模擬的一部分，包括 1、2 和 3 相分配。EE 使使用 EFDC+ 模擬任意數量的有毒成分變得容易，并幫助您在眾多可用選項中進行選擇。
> 風浪
EE 支持在 EFDC+ 中設置內部和外部波子模型。對于內部波建模，EE 會使用適當的值自動初始化波參數和選項。對于外部波浪選項，EE 可以輕松地將第三方波浪模型的結果導入 EFDC+。如果您使用的是 SWAN，EE 有許多特定于 SWAN 的工具來幫助構建 SWAN 模型和導入 SWAN 模型結果。
> 動力學
在開發水質模型時，EE 提供了開啟完整沉積物成巖作用和/或淹沒水生植被 (SAV) 的選項。EFDC+ 中的 SAV 子模型被稱為有根植物和附生植物模型 (RPEM)。
完整的 EFDC+ 水質模型需要用戶設置數百個動力學值和選項。創建新模型時，EE 通過自動分配默認值使這個過程變得快速和容易。初始化后，您可以在校準過程中根據需要輕松調整這些值。
> 傳播熱量
您可以使用 EE 界面設置大氣數據系列和表面/床熱傳遞參數，以及為多個氣象站分配逐個單元的權重。許多表面熱交換選項，包括多種蒸發選項，可滿足您的項目需求。此外，EE 提供的默認冰計算設置有助于熱耦合冰建模。
模型設置質量控制
EE 通過通知您可能導致模型配置不當的設置來簡化 EFDC+ 模型的創建并最大限度地減少錯誤。EE 在模型運行之前執行數百次質量控制 (QC) 檢查并維護錯誤狀態窗口，使您可以查看和跟蹤報告的問題。
> 初始條件的可視化
您可以在 2D 平面視圖和/或 3D 中查看每個空間相關的初始條件 (IC)，以快速識別模型配置中的潛在問題或不一致。
> 評估模型指標
EE 對數據、初始條件和模型設置執行數百項重要檢查。例如，EE 將檢查強迫是否正確鏈接到邊界單元格，以及時間序列的所有開始和結束時間是否涵蓋整個運行周期。
> 完整性檢查
CFL 時間步長、Courant 數、正交偏差和許多其他關鍵模型指標可能會顯示在 2D 平面圖中。EE 有助于查看時變指標和固定指標，以確保正確配置模型。
空間分析
EE 具有強大的 2D 和 3D 可視化功能，可用于模型預處理和后處理。您可以查看任何水柱成分、沉積床成分/特性或邊界條件的初始條件和/或模型結果。使用縮放和平移工具，可以根據任何空間比例和視角顯示這些內容。每個顯示選項都有多個子選項，可讓您更好地理解和展示模型在實際物理條件下的行為，支持工程師、科學家和監管機構做出明智的決策。
> 3D可視化
EE 具有令人印象深刻的 3D 可視化功能，包括通過 X、Y 或 Z 平面的切片、用戶配置的參數值的消隱、飛行等等。
在所示示例中，華盛頓湖模型沿 I 軸在單個時間快照中被消隱，以可視化該垂直分層系統中的溫度分布。高質量的可視化效果可幫助您專業地呈現和報告模型結果。
> 水平切片
使用域的 2D 地圖視圖，您可以按層或特定深度或高程查看模型。按層查看時，您可以選擇按深度平均或按每個垂直層單獨查看參數。左圖顯示了底部模型層中溶解氧的示例。
> 垂直剖面
在為水柱中分層的水體開發模型時，垂直剖面圖是校準和分析的基本要素。使用 EE，您可以快速生成這些圖，并在同一圖上顯示一個或多個位置。
> 垂直切片
EE 支持顯示垂直剖面切片或通過模型域切割的橫截面，以顯示大多數參數，例如速度、沉積物或溶解氧。該垂直切片可以沿著任何 I 軸或 J 軸，也可以遵循用戶定義的模型路徑。這使您可以隨時間對模型性能進行詳細分析。
> 縱向剖面
EE 提供強大的功能來提取和顯示二維地圖視圖中任何參數的縱向剖面圖。這些類似于垂直切片，但會針對任何給定參數沿著剖面為任何圖層或圖層組合生成 XY 線圖。
時間分析
EE 的時間分析工具使您能夠可視化模型變量的行為，并將其與隨時間推移觀察到的數據集進行比較。時間序列圖、動畫和殘差圖可幫助您確定濃度如何隨時間變化以及它們如何與您的校準目標保持一致。
> 時間序列
EE 的時間序列圖允許您比較模擬數據和觀察數據隨時間的變化，并清楚地說明歷史趨勢。
> 動畫
EE 具有強大的 3D 可視化功能，包括通過 X、Y 或 Z 平面的切片動畫、用戶配置的參數值消隱、飛行路徑等等。
例如，右側的動畫顯示了 EFDC+ 模擬的熱羽流，該熱羽流由核電站的直流冷卻系統釋放產生。
> 時間平均結果/殘差字段
通過生成殘余流場（用戶定義的、時間塊平均場），EE 幫助您可視化長期模型結果，而沒有潮汐信號或其他時間邊界強迫等短期影響的“噪音” . 通過消除短期影響，您可以更輕松地可視化和解釋水體中發生的長期過程。這些結果也可以動畫化。
左側的河口模型顯示了針對給定小時數（在本例中為 24 小時）的平均周期計算的鹽度的單個快照，流向疊加在頂部。
此功能極大地有助于潮汐系統的分析。
模型與模型的比較
在 EE 的 2DH 視圖中，可以通過從“基本”模型中減去“比較”模型來直觀地比較兩個模型的初始條件和模型結果。對于情景分析或項目前后影響分析，這是一個非常有用的功能。這些模型的網格不需要完全相同；他們只需要水平重疊即可進行比較。查看模型在空間和時間上的差異可以讓您快速有效地比較兩個模型運行。
> 水柱
對于任何水柱參數，EE 允許您比較不同的 EFDC+ 模型運行。例如，一個模型運行中的溶解氧濃度可以從另一個運行中的溶解氧濃度中減去，差異顯示在平面圖中。對于速度矢量圖，無論是按層還是按深度平均，EE 都可以同時顯示兩個模型矢量。
> 沉積床
EE 允許您比較模型之間的沉積床條件、床剪切應力和沖刷/沉積。這有助于查看計劃中的工程結構對水體的影響；EE 可以清楚地顯示項目前和項目后模型運行之間的差異。
模型校準
EE 旨在快速生成模型到數據比較和模型結果統計的報告質量圖。EE 為您提供了將適當的模型單元和層鏈接到每個特定數據集的工具。然后將這些鏈接保存在模型配置文件中，以供任何后續模型運行使用。您可以禁用或啟用每個鏈接以僅報告當前校準階段所需的內容。您可以隨時手動運行這些工具中的每一個，也可以將 EE 配置為在運行結束時自動生成這些圖和統計數據。
> 時間序列圖
您可以配置時間序列比較圖以將觀察到的數據鏈接到預測的模型值。此處的示例顯示了觀察到的溫度數據與使用 EFDC+ 建模的模擬溫度的比較。
> 校準統計
EE 可以為每個配置的站自動生成范圍廣泛的統計指標，例如：平均誤差、相對誤差、平均絕對誤差、均方根誤差和 Nash-Sutcliffe 系數。使用 EE，您可以以摘要格式輸出這些指標，這些格式可以輕松導入到 Excel 或 Word 中以用于報告目的。
> 郵輪地塊
對于舊金山灣和三角洲等大型水體，數據通常是從一艘移動的船只或“游輪”中定期收集的。這會產生一個數據集，該數據集對于單個“巡航”在空間和時間上是可變的。EE 可以通過定義與水體采樣數據橫斷面相對應的“巡航線”，為您提供這些數據與模型結果的直觀比較。為了創建這樣的 Cruise Plot，EE 在特定的數據收集時間從用戶定義的線中提取模型數據，并將此信息與測量數據進行比較。
> 垂直剖面圖
垂直剖面圖對于開發水柱中存在顯著分層的校準模型至關重要。EE 可以顯示建模數據和觀察數據之間的比較，每個頁面上都有多個模型數據垂直剖面。
> 相關圖
EE 可以繪制模型和測量數據之間的相關性，可選擇在每個圖上顯示相關系數和其他統計數據。水面高程的模型-數據相關圖比較示例如下所示，x 軸顯示觀測數據，y 軸顯示模型結果。
> 通量圖
提供的通量比較工具可幫助您校準用戶定義的橫截面上的流量或成分通量?？梢允褂萌我鈹盗康臋M截面來生成測量流量和建模流量之間的時間序列比較。
專門的后處理工具
EFDC_Explorer (EE)提供了許多專門的工具來幫助您對模型的輸出進行后處理。其中包括量化魚類和其他水生生物棲息地的工具，以及量化受熱水對蒸發影響的強制蒸發工具。
> 具有關鍵限制時間序列的生境分析
棲息地模型專為各種規劃應用而設計，其中棲息地信息是決策過程中的重要考慮因素。EEMS 現在支持臨界限值時間序列棲息地分析。您現在可以選擇為關鍵限值定義最多五個不同的參數，這些參數是從當前在 EE 中激活的任何參數中選擇的。時間序列圖顯示了速度以及符合標準的體積和面積的復合時間序列。
> 河道流量增量法生境適宜性分析
Instream Flow Incremental Method (IFIM) 模型提供了一種客觀的、可量化的方法，通過測量每個棲息地變量在各個生命階段滿足物種棲息地要求的程度，來評估研究區域內給定水生物種的現有棲息地條件。IFIM 是世界上使用最廣泛的工具之一，用于評估流量操縱對河流棲息地的影響。美國環境保護署 (EPA) 將 IFIM 描述為最先進的工具。IFIM 的一個主要組成部分是稱為物理棲息地模擬模型 (PHABSIM) 的計算機模型的集合，它結合了水文學、河流形態和微生境偏好來確定河流流量和棲息地可用性之間的關系。借助 EE 的專業后處理工具，EEMS 現在可用作高度先進的 3D PHABSIM。
> 強制蒸發
強制蒸發被定義為由于排放加熱的冷卻水導致溫度升高而導致接收水中的額外蒸發。聯邦和州機構目前認為強制蒸發是熱電廠的消耗性用途。EE 現在為您提供了一個工具箱來提供強制蒸發的空間和時間評估。
EFDC 的曲線網格生成器
Grid+是新一代的網格構建工具。這個新工具取代了我們長期運行的網格構建工具 CVLGrid。Grid+ 旨在使網格構建過程快速、直觀且足夠強大，即使是最具挑戰性的水體。它完全集成到 EEMS 中，允許用戶在網格構建和運行模型之間無縫移動。
快速構建復雜網格
Grid+ 可用于生成非常復雜的網格（例如亞馬遜河和圣華金-薩克拉門托河三角洲），以及超過 50 萬個單元格的非常大的網格。
針對 EE 和 EFDC 進行了優化
雖然我們的網格構建工具可以單獨使用，但它已針對與 EE 一起使用進行了優化，并且可以從 EE GUI 中打開。該工具專為 EFDC+ 設計，允許直接從 Grid+ 界面創建模型輸入文件。此外，與 CVLGrid 不同，Grid+ 擁有在線背景地圖、改進的正交化例程以及下載在線測深數據的能力
為其他流行模型構建網格
EFDC+ 和其他流體動力學模型（例如 ECOM、CH3D 和 DELFT3D）都需要 2D 曲線正交或笛卡爾網格。Grid+ 是支持快速有效地構建這些網格的理想工具。
網格建筑
EFDC+ 和其他流體動力學模型（例如 ECOM、CH3D 和 DELFT3D）都需要 2D 曲線正交或笛卡爾網格。Grid+ 被設計為支持快速有效地構建這些網格的工具。Grid+ 可用于生成非常復雜的網格（例如下面的圣華金-薩克拉門托河三角洲）和非常大的網格（>500,000 個單元格）。Grid+ 是我們繼 CVLGrid 之后的下一代工具，具有許多功能，可以讓用戶更高效地構建網格，包括創建矩形和徑向網格形式，以及眾多快捷鍵。
> 背景圖像
為了使構建網格盡可能簡單和具有物理代表性，Grid+ 顯示動態在線背景地圖?？梢允褂貌煌牡貓D并使用緯度/經度坐標進行投影。對于那些離線工作的人，Grid+ 提供加載背景位圖圖像的選項，包括地理參考的 Google 地球圖像，以顯示模型域的地圖。
> 針對 EFDC 進行了優化
因為所有 EFDC 模型都需要 2D 曲線正交網格，所以此網格構建工具已針對與 EFDC+、EFDC_EPA 和 EFDC_Hydro 一起使用進行了優化。使用 EE 建模系統 (EEMS) 時，Grid+ 是系統的集成部分這一事實使網格構建過程更快，并允許您輕松迭代和進行編輯。
> 網格創建工具
顯示背景圖像和覆蓋文件后，Grid+ 提供了一系列工具來創建網格。使用地理參考數據，您可以構建一系列離散塊，然后依次將它們連接起來，構建您的網格。網格分辨率、IJ 方向、正交性等都可以根據需要進行迭代。您會發現廣泛的撤消/重做功能在網格構建過程中非常有用。
> 網格/模型導入工具
Grid+ 允許您從現有模型導入網格，包括幾乎所有遺留 EFDC 模型、ECOM 和 CH3D 模型。導入后，您可以編輯和細化網格并將修改后的網格保存為新的 EFDC+ 模型或以 Grid+ 原生的網格格式保存。
> 疊加工具
您可以導入、導出和編輯各種第三方覆蓋和陸地邊界文件，以幫助可視化您的模型域并在網格構建/編輯過程中為您提供指導。
RGF Grid、AutoCad DXF 文件和 ESRI Shape 文件是一些受支持的第三方文件。
網格編輯
對于流體動力學建模者，Grid+ 提供了許多支持迭代網格構建過程的省時功能。在將現有的 EFDC 網格或第三方模型網格構建或加載到 Grid+ 中后，提供了范圍廣泛的網格編輯工具，使您可以細化、平滑、伸縮和擬合模型域的邊界。然后您可以保存您的網格并將其直接加載到 EE 中或將其導出到另一個建模工具以構建最終模型。
> 維護 I, J 映射
Grid+ 的一個重要特性是能夠導入現有的 EFDC+ 模型網格，對網格進行小的更改，然后將整個模型寫回。如果您的更改不改變模型的最大 I 或最大 J（在 EFDC+ 中稱為 IC 和 JC 變量），則此功能可用。這使您可以快速迭代地改進正交化或對陸地邊界的擬合，而無需在每次進行編輯時都生成新模型。
> 導入網格
Grid+ 從一系列其他模型和格式中導入 2D 曲線正交網格。導入后，您可以顯示模型的各種屬性，例如正交偏差、單元格大小和坐標。
> 編輯網格
您可以使用范圍廣泛的工具來完全控制模型網格，這些工具用于添加、刪除和停用單元格、移動網格節點、網格粗化、細化、正則化、伸縮、擬合邊界等。
> 導出網格
Grid+ 允許您導出網格以直接由 EFDC+ 運行或將其加載到 EFDC_Explorer (EE) 并從那里進一步配置它。您還可以將網格導出為許多公認的網格格式，以便在其他建模工具中使用。
連接網格
對于復雜的河流模型，模型域通常過于復雜，無法創建一個能夠準確表示整個水體的網格。在這種情況下，您可能必須創建多個網格并將它們連接成一個網格。這可以通過 Grid+ 順利完成。
> 構建模塊化網格
要構建復雜的網格，您可能需要創建許多小網格，然后以模塊化方式將它們連接在一起。Grid+ 旨在通過將每個子網格保存在單獨的文件中并允許您根據需要打開、關閉、顯示或隱藏每個網格來促進此過程。
> 拆分網格
Grid+ 還允許您拆分現有的網格，以便您可以在再次加入之前編輯或優化某些部分。
正交化
構建準確模擬您的域的網格的一個關鍵因素是網格的正交性。Grid+ 允許您快速輕松地減少整個域或域的子部分的正交偏差。
> 全局正交化
使用 Grid+，您只需按一下按鈕即可改善整個模型域的正交性，從而在網格定制過程中節省大量時間。
您可以在左側所示的示例中看到這一點，其中網格通過一個簡單的步驟從平均正交偏差 7.43 轉換為 0.25。
> 局部正交化
Grid+ 還具有提高特定用戶定義區域內網格正交性的能力。Grid+ 應用了多種優化工具，其中一些與 RGFGrid 的類似。這些中的每一個都將幫助您創建一個計算合理的網格。
EEMS具??有效率，準確性和用戶友好性等特點，因此是美國和其他國家/地區許多主要環境組織的水資源建模的首選軟件。
EEMS 的設計考慮了最終用戶。我們的 GUI 消除了數周至數月的工作以確定需要哪些輸入文件、文件格式以及如何發布過程模型結果。EFDC+ 允許用戶訪問多核系統、現場集群或基于云的高性能計算 (HPC) 集群的全部計算能力，以比以往更快的速度運行模擬。這節省了資源，并使建模者能夠充滿信心地尋求解決方案。
EEMS 的專家從早期開發開始就一直在研究環境流體動力學規范 (EFDC)，并親身體驗了它的問題。EEMS 知道準確性對您的項目至關重要，因此 EEMS的 EFDC (EFDC+) 版本已進行重大更新，以提供穩健、準確和穩定的模型結果。我們不斷提高 EEMS 的能力，以響應我們社區的需求
EEMS 從一開始就明白，建模工具必須不斷發展以適應建模社區的需求。在開發過程中，EEMS 提高了處理速度、擴展了功能、改進了計算并實施了錯誤修復。對于每個版本，EEMS 都會根據用戶輸入不斷改進和更新特性和功能。
最低要求:
操作系統： 64 位 Windows 操作系統。 Windows 10 和 Windows Server (2012-2019)。 請注意，不再支持 Windows 7 8 和 8.1。
目標框架： .NetFramework v4.7.2
CPU：Any modern x86-64 or AMD64 CPU
內存： 4GiB DDR4
北京友萬信息科技有限公司，英文全稱：Beijing Uone Info&Tech Co.,Ltd ( Uone-Tech )是中國大陸領先的教育和科學軟件分銷商，已在中國300多所高校建立了可靠的分銷渠道。擁有最成功的教學資源和數據管理專家。如需申請軟件采購及老版本更新升級請聯系我們，咨詢熱線：010-56548231 ,咨詢郵箱：info@uone-tech.cn 感謝您的支持與關注。
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