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6.3 管道项目和属性

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：

  • 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

下面分别对各个子项的设置进行说明。

5.6.3.1 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

模型参数设置

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

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：

模型显示设置

模型显示

  • 可见：是否显示CAD模型
  • 颜色：模型的显示颜色

5.6.3.2 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

网格划分控制属性

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
  • 椭圆度：表示在剖分网格之后，施加一定的初始椭圆度
  • 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

网格显示设置属性

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
导出属性页

单元导出属性

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：

结点集显示

5.6.3.3 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：

材料属性设置

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。

5.6.3.4 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：

载荷定义属性

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：

约束参数设置

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

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，可设置的参数如下：

压力载荷设置

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

压力值

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：

压力值设置

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：

位移载荷设置

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
  • 模式：位移载荷可分为轴向、弯曲和扭转模式

参数

  • 大小：设置位移大小，位移大小也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位移值，其设置含义与压力设置类似。
  • 参考方向：设置位移方向
    • 对于轴向载荷，表示位移沿哪个轴方向
    • 对于弯曲位移，表示弯曲绕哪一个轴
    • 对于扭转位移，表示扭转轴

同样可以通过位移显示设置页，对位移载荷的对应的结点集的显示特性进行调整。

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。

5.6.3.5 求解控制

用于设置求解过程的相关参数，主要包括：

求解参数属性

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

5.6.3.6 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：

计算任务定义

在这里可以选择采用不同的求解器进行计算（目前仅支持VFOSP向量有限元计算），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
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