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4. 操作流程

OceanKit针对海洋平台结构进行力学分析的基本流程包括:

  1. 建立结构分析项目(目前仅支持深海软管的动力学分析)
  2. 结构参数化建模
  3. 模型网格生成
  4. 设置材料属性
  5. 定义约束和边界载荷
  6. 设置求解参数
  7. 执行计算任务
  8. 对计算结果进行显示和分析
  9. 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:

不同展示组合

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。

曲线绘图