6.3 管道项目属性

管道项目的属性主要按计算流程分为模型尺寸、网格划分、材料属性、载荷定义、求解控制和计算任务几大类，如下图所示。

当在工作区选中项目时，会显示项目相应的全局属性，主要包括：

基本信息

• 项目类型：深海管道动力学，属性不可编辑
• 项目名称：可以编辑，更改项目的名称
• 项目路径：项目文件当前的工作路径

模型可见性

• 项目内容：对项目模型所有内容进行显示或隐藏
• 单元载荷：对项目模型的单元和载荷进行显示或隐藏

下面分别对各个子项的设置进行说明。

6.3.1 模型尺寸

模型尺寸属性区有两个设置页面，分别用于控制模型参数和显示。

参数属性页

管道尺寸

• 模型总长度：模型X轴方向长度，坐标原点在模型的中点
• 管道内直径
• 管道壁厚

止屈器尺寸

• 止屈器长度：模型X轴方向长度，坐标原点在模型的中点，当设置为0时，表示没有止屈器
• 止屈器壁厚
• 止屈器位置：是指止屈器下沿相对于坐标原点的位置

局部切削

• 轴向位置：切削缺陷沿X轴的位置（目前不支持在止屈器上开口）
• 环向角度：切削缺陷的环向位置（0-360度之间）
• 宽度：切削缺陷的宽度
• 尝试：切削缺陷的深度（不能超过壁厚）

对称设置

• 对称类型：选择采用全模型或者1/2、1/4、1/8模型进行计算

显示属性页

模型尺寸属性区的另一个设置页面，是用于控制模型的显示：

模型显示

• 可见：是否显示CAD模型
• 颜色：模型的显示颜色

6.3.2 网格划分

网格划分属性区有三个设置页面，分别用于网格生成控制、显示以及导出操作。

参数属性页

网格控制

• 划分方法：用于选择不同的网格划分方法，失散使用映射方法
• 轴向分割：表示沿轴向的网格分段数（实际生成会根据尺寸有所调整）
• 环向分割：表示沿管道环向的网格分段数
• 径向分割：表示沿管道壁径向的网格分段数
• 径向（止屈器）：表示沿止屈器壁厚径向的网格分段数

初始椭圆度

• 总体比例：表示在剖分网格之后，施加一定的初始椭圆度
• 轴向变化：可定义椭圆度随轴向的变化，注意，这里的第一列数据表示轴线位置，范围为[-1, 1]，是对管长的约化坐标，而第二列数据为椭圆度约化值，范围是[-1, 1]。

操作

• 网格剖分：每次更改完以上参数之后，点击生成按钮重新生成并显示网格

网格信息

当点击生成按钮之后，会显示已划分网格的一些基本信息，包括：

• 结点数
• 单元数
• 最小的单元边长
• 最大的单元边长

显示属性页

单元结点显示

• 可见：显示/隐藏单元结点
• 尺寸：结点显示的大小
• 颜色：结点显示的颜色

单元边显示

• 可见：显示/隐藏单元边线
• 尺寸：单元边线的粗细
• 颜色：单元边线的颜色

结点选择

• 选择表达式：用于选择显示部分网格，例如：x>0 && x < 2，all表示全选
• 已选结点数：用于显示所选择结点的数目

导出属性页

网格导出

• 文件格式：选择导出的格式，目前只支持Simech Viewer的TET格式
• 文件名称：选择导出的文件路径和名称
• 导出：点击导出文件

结点集

当点击生成按钮之后，会在网格划分下也会生成一些常用的结点集子项，用于后面的载荷定义，可以点击不同的结点集，查看所对应的结点位置，如下图所示：

6.3.3 材料属性

用于定义计算中用到的材料，可以定义多种材料类型。要添加新的材料类型，可以双击材料属性树形结点，或者点击工具栏的新建子项按钮。

新建了材料子项之后，可以对相应的材料进行设置，设置页面如下：

其中除了类型编号不能修改外，其它的属性都可以进行相应的修改。

同时也支持对材料的应力应变曲线进行绘图显示，显示属性如下图所示：

绘制的曲线图如下图所示：

6.3.4 载荷定义

用于给模型施加约束和载荷。选中该项后，在属性区会显示以下属性：

在这里可以选择不同的载荷类型（包括约束、压力、位移、力），点击新建，即可以产生相应类型的载荷子项进行设置。下面针对不同的载荷类型的属性设置进行说明。

约束载荷

用于对模型的部分结点自由度进行约束设置，可设置的参数如下：

属性

• 名称：设置约束名称
• 类型：显示当前载荷的类型
• 节点集：选择要被约束的结点集

自由度

选择需要被约束的结点自由度

约束显示设置

这些属性可以设置约束在显示区的显示特性，包括可见性、尺寸、颜色。

压力载荷

用于对模型施加压力分布载荷，（注意：为了配合VFOSP程序计算，如果是外压，请将载荷名称设置为Out，如果是内压力，请将载荷名称设置为Inner，这样才能正确生成数据文件），具体可设置的参数如下：

属性

• 名称：设置约束名称
• 类型：显示当前载荷的类型
• 节点集：选择要被施加压力的结点集

系数

• 压力：用于设置压力值大小，注意单位为Pa

时程

• 时程曲线：设置压力值，压力值可以随时间进行变化，可以通过点击设置框的更多，来设置与时间相关的压力值，其中第一列为约化的时间数据，约化对象为计算总时长，变化范围为[0, 1]，第二列为约化的压力数据，变化范围为[0, 1]
• 插值点数据：表示输出文件生成的数据点个数

在弹出的文本编辑器中，可以按行输入时间点和压力值，每一行代表一个时间点。图中表示0.0s的时候，压力值为1.0e5 MPa，当时间点为1.0s时，压力值也是1.0e5 MPa，而0.0 到1.0之间的压力值，程序会进行线性插值。

同样可以通过压力显示设置页，对压力载荷的显示特性进行调整。

位移载荷

用于对模型施加位移载荷，可设置的参数如下：

属性

• 名称：设置约束名称
• 类型：显示当前载荷的类型
• 节点集：选择要被施加位移载荷的结点集

系数

• X位移：X方向位移
• Y位移：Y方向位移
• Z位移：Z方向位移
• 竖向弯曲角：竖向弯曲大小
• 水平弯曲角：水平弯曲大小
• 端部扭转角度
• 纯弯曲：是否开启纯弯曲效应

时程

• 时程曲线：设置位移值随时间的变化，可以通过点击设置框的更多，其中第一列为约化的时间数据，约化对象为计算总时长，变化范围为[0, 1]，第二列为约化的位移数据，变化范围为[0, 1]
• 插值点数据：表示输出文件生成的数据点个数

下图为弯曲载荷设置时的显示：

力载荷

用于对模型施加力载荷，可设置的参数含义和设置方法，可参考位移载荷。值得说明的是，计算中，力载荷是施加于结点集的几何中心位置的超单元，如下图所示：

图中单箭头表示力的方向，双箭头表示力矩的方向。

6.3.5 求解控制

用于设置求解过程的相关参数，主要包括：

时间设置

• 计算时长：总的计算时长
• 时间步长：设置动力学计算的时间步长

控制设置

• 接触类型：用于设置计算过程中的接触类型

阻尼设置

• 用于设置不同自由度方向的阻尼，具体含义见理论部分说明

6.3.6 计算任务

用于定义计算任务。选中该项后，在属性区会显示以下属性：

在这里可以选择采用不同的求解器进行计算（目前支持VFOSP向量有限元计算和Abaqus计算），点击新建，即可以产生相应的计算任务，并对任务相关参数进行设置。

VFOSP任务

VFOSP任务的参数设置和作用如下：

属性

• 名称：用于设定任务名称，OceanKit会以这个名称建立一个新的文件夹来存储计算任务产生的相关数据
• 工作路径：设置计算任务的工作路径
• 程序路径：用于指定VFOSP计算程序的exe文件路径

结果

• 输出次数：用于计算时间范围内输出结果时间步数量
• 已有结果文件：用于显示当前已产生了多少个时间步的数据
• 结果文件：清除/刷新工作文件夹下的数据文件

计算

• 前台运行：确定VFOSP是否前台运行，前台运行可以看到计算过程中的屏幕输出信息
• 并行进程数：VFOSP的并行进程数
• 运载平衡：是否开启计算过程中的运载平衡
• 配置文件：点击输出时，会将整个项目的设置以VFOSP的要求输出到工作文件夹，用于VFOSP计算
• 计算任务：提交所设置的计算任务

ABAQUS任务

任务的参数设置和作用如下：

属性

• 名称：用于设定任务名称，OceanKit会以这个名称建立一个新的文件夹来存储计算任务产生的相关数据，注意ABAQUS不支持中文目录
• 工作路径：设置计算任务的工作路径
• ABAQUS程序：用于指定ABAQUS计算程序的exe文件路径，例如：C:/Programs/Simulia/Commands/abq2020.bat

配置

• 结果输出次数：用于计算时间范围内输出结果时间步数量(0表示采用ABAQUS默认输出设置)
• 并行进程数：让ABAQUS采用多少个CPU进行计算
• INP文件：输出ABAQUS的INP文件，用于计算

计算

• 前台运行：确定ABAQUS是否前台运行，前台运行可以看到计算过程中的屏幕输出信息
• 运行状态：提示是否有计算任务
• 计算任务：提交所设置的计算任务

结果

• 已有结果文件：用于显示当前已产生了多少个时间步的数据
• 从ODB抽取：让OceanKit从ABAQUS的ODB文件中抽取位移、应变、应力数据结果文件，用于在OceanKit中显示

DNV-OS-F101校核任务

用于对当前模型采用DNV-OS-F101规范进行校核

属性

• 名称：用于设定任务名称

输入参数

• 制造系数：用于设定制造系数

导入参数

用于显示模型设置参数，这些参数将参与校核的计算。

输出参数

基于规范计算得到的参数结果

校核

执行校核计算并显示校核状态