Precise distance-based two-dimensional automated mesh generation toolbox intended for coastal ocean/shallow water flow models

1. 简介

OceanMesh2D是一组用于组装和后处理有限元数值模拟中使用的二维(2D)三角形网格的MATLAB脚本。它的设计考虑到了沿海海洋模型，尽管它可以网格化由多边形包围的任何2D地区。它可以用于根据用户定义的edgelength函数参数来构建不同大小的网格(最多1000-2000万个顶点左右),这些参数控制分辨率在空间中的分布方式。用该软件创建的网格几乎是可复制的，因为它们是可参数化的，并且可以在个人计算机上以几分钟到几小时的量级快速组装。

OceanMesh2D使用面向对象编程(OOP)风格，通过抽象和重载来简化网格生成过程。这些属性减少了函数调用的复杂性和用户需要键入的行数。他们还创建了一致的工作流模式，这些模式是可重复和可识别的。

有四个类:geodata、msh、meshgen和edgefx(图1)。所有类都接受名称/值对参数，并通过键入类名(例如geodata())来创建，这将生成一个class类型的对象。每个类的所有方法都可以通过键入
methods(‘classname’)/help methodname

图1 使用OceanMesh2D构建网格的标准工作流程。

2. 特点

• 基于MATLAB的海岸海洋模型二维非结构化网格生成软件;
• 一组具有预处理和后处理实用程序的MATLAB函数;
• 网格分辨率根据各种特征驱动的几何和地形测深函数进行控制;
• 顶点沿网格边界的位置根据网格大小函数自动调整，无需轮廓简化算法;
• 可以生成高质量、多尺度、非结构化的mesh网格。

3. 代码基本要求:

• MATLAB(在2015a到2018b之后的版本上测试) 64位Windows、Linux和Mac OS以及以下:
• (免费)工具箱：m_map toolbox v1.4 (https://www.eoas.ubc.ca/~rich/map.html)
• optional：数字高程模型(digital elevation model, DEM)。
• optional：表示要网格化的区域边界的shapefile。

4. 基本流程

第一步：网格范围及参数：

• 设置关键的网格
• 参数网格范围、尺度、梯度

第二步：geodata→地理数据集处理：

• 高程数据→如SRTM15+.nc等；
• 岸线数据→如GSHHS_h_L1

第三步：edgefx→网格边的设置：

• 设置边长范围、网格梯度等
• 一些列和网格边相关的参数

第四步：meshgen→生成网格并校准：

• 设置最大迭代次数
• 确保网格的稳定性和有效性

第五步：msh→可视化及存储：绘制并保存msh类对象

• make_bc识别节点边界条件
• plot、save→存储

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