4. 计算流程
OceanKit针对海洋平台结构进行力学分析的基本流程包括:
- 建立结构分析项目(目前仅支持深海软管的动力学分析)
- 结构参数化建模
- 模型网格生成
- 设置材料属性
- 定义约束和边界载荷
- 设置求解参数
- 执行计算任务
- 对计算结果进行显示和分析
- 生成分析报告
下面分别对以上流程进行详细说明,这里主要描述相关概念和参数,具体的软件界面操作请参考5. 界面操作一节。
4.1 软管动力学分析项目
在开始每一种结构计算前,需要建立一个相应的项目,这个项目包含了分析所定义的数据。 对于深海管道模拟项目,它主要包括以下数据分类:
- 模型尺寸
- 网格剖分
- 材料属性
- 载荷定义
- 求解控制
- 计算任务
这些分类的具体数据将在下面的流程介绍中进行说明。项目可以以文件的形式进行保存,便于之后打开或修改。
4.1.1 结构参数化建模
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4.2 结果显示
4.2.1 数据的构成
在计算分析中,实际的数据包含模型结点、单元数据,每个结点的应力、应变等。但当计算结果文件导入到OceanKit中时,每一个计算时间步的数据被称为一个时间步帧,多个时间步帧数据可用于不同时间的动画显示,每个时间步帧又包含以下数据:
- 结点数据:包括结点ID、坐标、位移、应变、应力等,具体数据取决于导入时的选择
- 边数据:它表示所有单元的边
- 面数据:它表示单元的面
值得说明的是:
- OceanKit导入了所有的结点数据,但单元数据被拆分成了“边数据”和“面数据”,这是为了后期对单元显示进行灵活的控制
- 单元数据只包含TOPO信息,并不包含单元应力、单元应变等数据
- 所有的云图显示都是针对结点数据进行设置的
4.2.2 数据的展示
计算结果的数据可以有不同的表现形式,例如,一个有限元模型(这里称为Model)包含有多个结点集合(Nodes),例如包含NodeSet1,NodeSet2。在显示这个模型数据时,可以对NodeSet1的结点采用点的形式进行显示,可以对NodeSet2的结点采用3D球形来显示。或者,可以对NodeSet1中的一部分结点用红色表示,而某一些结点用绿色来表示,等等。同样,对于边数据和面数据也可以作类似的分类和显示。
在OceanKit中,一个模型的一种显示形式称为展示,一个模型可以有多个展示,展示可以针对不同的基本数据采用不同的形式进行显示。展示是三维模型的基本显示单元,每一个展示隶属于一个结果模型。每个展示提供丰富的设置和选项,可以分别设置展示中点、边和三角形的显示形式,颜色,筛选等。基于展示,一个模型可以显示出十分复杂的三维图像。
例如,下图分别采用了两个不同展示,来表现同一个模型的不同部分:
4.2.2 数据的绘图
OceanKit支持对模型中某一结点属性随时间步的变化进行曲线绘图,如下图所示,表示结点1、45、678的Mises应力随时间步的变化。OceanKit支持针对同一结果绘制多个曲线图以进行比较。