一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法技术

本发明专利技术公开了一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，包括以下步骤：首先，建立铠装脐带缆模型并导入网格划分软件，在单独保存铠装脐带缆模型的各部件之后，逐一对各部件进行几何拓补，创建各部件的中心线和中心线的两个端点；其次，分别对不同端面形状的部件进行块的构建，建立部件的3D块，并将各部件对应的3D块与该部件进行关联和捕捉对齐；再次，对3D块进行切分，并根据各部件的大小，设置全局网格最大尺寸，然后更新3D块并预览网格；最后，把所有生成的网格加载到一起，生成一个完整的铠装脐带缆模型六面体网格。本发明专利技术可获得网格单元均匀，过渡平缓的高质量铠装脐带缆模型六面体网格，进而可有效提高铠装脐带缆有限元分析精度。

【技术实现步骤摘要】
一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法
本专利技术涉及一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法。
技术介绍
随着我国国民经济的快速增长，能源资源的需求愈加增大，由于陆地能源资源开发殆尽，人们已将目光投放到广袤的海洋能源资源，海洋能源资源的开采则需要生产平台，生产平台主要包括海底生产设备、水面控制模块、铠装脐带缆三部分，铠装脐带缆用于连接水面控制模块及海底生产设备，为海底设备提供电力、数据传输以及承载能力。铠装脐带缆一旦安装到位后，在整个海洋能源资源的开发生命周期内需保持很高的可靠性，不适宜更换，由于海洋复杂环境载荷（风、随机不规则波浪、洋流、海面流、海底流以及内波等）的影响，生产平台将产生复杂的运动响应，此时，铠装脐带缆将会受到较大的拉伸荷载、弯曲荷载以及周期性疲劳荷载等的作用。因此，开展铠装脐带缆在拉伸、弯曲以及周期性疲劳荷载作用下，铠装脐带缆的截面以及各个单元的动态响应分析，是指导铠装脐带缆结构设计、确保铠装脐带缆具有高可靠性的关键。构建高质量的铠装脐带缆有限元分析模型，是开展铠装脐带缆的动态响应分析的基础，作为铠装脐带缆有限元分析前处理步骤，对铠装脐带缆模型进行高质量的网格划分，是获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，所述铠装脐带缆包括外铠、中铠、内铠、外层绝缘层、接地线单元、光纤单元、主电线、副电线、内层绝缘层、主电线与内层绝缘层之间的填充物、中心填充物及内套填充物；包括以下步骤：一)把主电线，副电线，光纤单元，接地线单元视为实心，然后根据铠装脐带缆的实际结构建立铠装脐带缆模型，并把铠装脐带缆模型中部件根据端面形状分为圆形端面的部件、圆环形端面的部件、扇形端面的部件、曲边三角形端面的部件和曲边方形端面的部件；圆形端面的部件包括：外铠，中铠，内铠，主电线，副电线，光纤单元，接地线单元；圆环形端面的部件包括：外层绝缘层，内层绝缘层；扇形端面的部件包括：内层绝缘层填充物...

【技术特征摘要】
1.一种铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，所述铠装脐带缆包括外铠、中铠、内铠、外层绝缘层、接地线单元、光纤单元、主电线、副电线、内层绝缘层、主电线与内层绝缘层之间的填充物、中心填充物及内套填充物；包括以下步骤：一)把主电线，副电线，光纤单元，接地线单元视为实心，然后根据铠装脐带缆的实际结构建立铠装脐带缆模型，并把铠装脐带缆模型中部件根据端面形状分为圆形端面的部件、圆环形端面的部件、扇形端面的部件、曲边三角形端面的部件和曲边方形端面的部件；圆形端面的部件包括：外铠，中铠，内铠，主电线，副电线，光纤单元，接地线单元；圆环形端面的部件包括：外层绝缘层，内层绝缘层；扇形端面的部件包括：内层绝缘层填充物；曲边三角形端面的部件包括：主电线与内层绝缘层之间的填充物；曲边方形端面的部件包括：中心填充物；把铠装脐带缆的三维模型导入网格划分软件，单独保存铠装脐带缆的三维模型的各个部件，然后打开各个部件分别进行几何拓补，进行几何创建，创建各个部件的中心线和中心线的两个端点；二）对铠装脐带缆模型中圆形端面的部件进行六面体网格划分1）先构建圆形端面的部件的2D块，然后把2D块关联到对应的圆形端面的部件的端面上，进行捕捉对齐，调整块的形状，将圆形端面的部件对应的2D块的形状调整为正方形，然后取消所有的关联；2）将2D块转为3D块，并建立辅助块；3）选择辅助块与圆形端面的部件共面的面进行面拉伸，设置拉伸块数目，选择开始创建的中心线为拉伸曲线，结束点选择后端点；面拉伸后删除辅助块；4）分别把圆形端面的部件对应的3D块的前后两个端面的所属边与该圆形端面的部件前后两个端面的边分别进行关联，然后进行O型切分，根据圆形端面的部件大小，设置全局网格最大尺寸，更新块并预览网格，保存网格；三）对铠装脐带缆模型中圆环形端面的部件进行六面体网格划分1）直接创建圆环形端面的部件的3D块，然后把圆环形端面的部件对应的3D块的前端面的所属边关联到该圆环形端面的部件的前端面的外圆，把圆环形端面的部件对应的3D块的后端面所属边关联到该圆环形端面的部件的后端面的外圆，进行捕捉对齐；2）选择块的前后两个端面进行O型切分，删除中间的块；3）分别把前后圆环形端面的部件对应的3D块的两个端面O形划分后的所属内边与该圆环形端面的部件前后两个端面圆环内圆进行关联，关联后要进行捕捉对齐，根据圆形端面的部件参数，设置全局网格最大尺寸，更新块并预览网格，保存网格；四）对铠装脐带缆模型中扇形端面的部件进行六面体网格划分1）先对铠装脐带缆模型各中扇形端面的部件构建2D块，然后调整2D块的形状，将端面为扇形的部件对应的2D块形状调整为三角形，将扇形端面的部件的对应的2D块的点一一对应关联到扇形端面的部件前端面的三个点，取消所有的关联；2）将2D块转为3D块，并建立辅助块；3）选择辅助块与扇形端面的部件共面的面进行面拉伸，设置拉伸块数目，选择开始创建的中心线为拉伸曲线，结束点选择后端点，面拉伸后删除辅助块；4）先把扇形端面的部件对应的3D块的前端面的所属边与扇形端面的部件前端面的边分别进行关联，关联后进行捕捉对齐；然后进行扇形端面的部件对应的3D块的侧面所属三条边和扇形端面的部件的三条边进行关联，并捕捉对齐；然后把扇形端面的部件对应的3D块的后端面所属边与扇形端面的部件后端面的边关联，并捕捉对齐；判断扇形端面的部件对应的3D块的后端面上的点是否都与扇形端面的部件的后端面上的点重合，没全部重合，则进行点关联；5）Y型切分，对五面体的块进行Y型切分，根据圆形端面的部件设置的参数，设置全局网格最大尺寸，更新块并预览网格，保存网格；五）对铠装脐带缆模型中曲边三角形端面的部件进行六面体网格划分1）先对各曲边三角形端面的部件构建2D块，将曲边三角形端面的部件对应的2D块形状调整为三角形，将曲边三角形端面的部件对应的2D块的点一一对应关联到该曲边三角形端面的部件前端面的三个点，然后进行捕捉对齐；然后取消所有的关联；2）将2D块转为3D块，并建立辅助块；3）选择辅助块与曲边三角形端面的部件共面的面进行面拉伸，设置拉伸块数目，选择开始创建的中心线为拉伸曲线，结束点选择后端点，删除辅助块；4）先把曲边三角形端面的部件对应的块的前端面的所属边与曲边三角形端面的部件前端面的边分别进行关联，关联后进行捕捉对齐；然后进行曲边三角形端面的部件对应的3D块的侧面所属三条边和曲边三角形端面的部件的三条边进行关联，然后捕捉对齐；再把曲边三角形端面的部件对应的3D块的后端面所属边与曲边三角形端面的部件后端面的边分别关联，然后捕捉对齐；判断后端面块上的点是否都与曲边三角形端面的部件的端点重合，没有全部重合，则进行点关联；5）对3D块进行Y型切分，根据圆形端面的部件设置的参数，设置全局网格最大尺寸，更新块并预览网格，并保存网格；六）对铠装脐带缆模型中曲边方形端面的部件进行六面体网格划分1）对各曲边方形端面的部件直接进行3D块的创建，把曲边方形端面的部件对应3D块的前端面的所属边分别关联到曲边方形端面的部件前端面的边上，曲边方形端面的部件对应3D块的后端面的所属边分别关联到曲边方形端面的部件后端面的边上，再把属于曲边方形端面的部件对应3D块的侧面的四个边分别与曲边方形端面的部件侧面的四个边进行关联，关联后进行捕捉对齐；根据圆形端面的部件参数，设置全局网格最大尺寸，更新块并预览网格，并保存网格；2）把所有保存的网格导入ICEMCFD软件进行组建。2.根据权利要求1所述的铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，所述步骤一）中，打开部件分别进行几何拓补，进行几何创建，创建各个部件的中心线和中心线的二端点的具体过程如下：将铠装脐带缆模型保存为x_t格式，打开ICEMCFD软件并将铠装脐带缆模型导入其中，利用ICEMCFD软件的rapairgeometry进行几何拓补；然后把模型树中geometry点开，钩上point，在操作界面上点开geometry再选择Create/MondifyCurve，在模型树下面选择CreateMidine指令，选择部两条边创建中心线；在操作界面上点开geometry选择CreatePoint，在模型树下面选择CurveEnd指令，选择创建的中心线创建中心线的端点。3.根据权利要求1所述的铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，对铠装脐带缆模型中圆形端面的部件进行六面体网格划分的具体过程如下：先对圆形端面的部件构建一个2D块，选择Blocking操作界面，选择CreateBlock，在模型树下InitializeBlocks选择2DPlanar，然后在Blocking操作界面选择Associate，在模型树下选择AssociateEdgetoCurve，选择2D块的边关联到该圆形端面的部件的前端面去，选择SnapProjectVertices点Apply进行捕捉对齐，然后在Blocking操作界面选择MoveVertex调整2D块的形状为正方形，然后再回到Associate选择DisassociatefromGeometry取消关联，然后回到CreateBlock选择2Dto3D指令，建立圆形端面的部件的3D块，在Method菜单中选择Translate，选择好端面要拉伸的方向输入数值，建立辅助块，再点ExtrudeFace(s)进行面拉伸，Method选择ExtrudeAlongCurve，选择辅助块与圆形端面的部件共面的面进行面拉伸，由于圆形端面的部件都具有螺旋的形状，为能使网格能覆盖在整个圆形端面的部件上面，设置拉伸块数目为10，选择开始创建的中心线为拉伸曲线，结束点选择后端点，拉伸完选择DeleteBlock(key=d)删除前面创建的辅助块，然后再回到Associate，在模型树下选择AssociateEdgetoCurve然后选择圆形端面的部件所对应3D块的前端面的边关联到该圆形端面的部件前端面，圆形端面的部件对应3D块的后端面的边关联到该圆形端面的部件后端面，选择SnapProjectVertices并点Apply进行捕捉对齐，在Blocking操作界面选择SplitBlock(Key=s)，在模型树下选择OgridBlock，点SelectBlock(s)选择整个圆形端面的部件，然后在SelectFace(s)选择前后两个端面进行O型划分，然后到Mesh界面选择GlobalMeshSetup更改Maxelement按Apply，再回到Blocking界面选择Pre-MeshParams直接点Apply生成网格，在模型树点开Blocking钩上Pre-Mesh能够看见生成的网格，然后在Blocking界面点Pre-MeshQualityHistograms，Criterion选择Determinant3×3×3，点Apply查看网格质量，如果对网格质量不满意，则调节边界参数，直至网格质量满意，在模型树Blocking下对Pre-Mesh右击选择ConverttoUnstructMesh生成网格，选择file-Mesh-SaveMeshAs，将其存储于一个文件夹内。4.根据权利要求1所述的铠装脐带缆模型六面体网格划分方法，对铠装脐带缆模型中圆环形端面的部件进行六面体网格划分的具体过程如下：对各圆环形端面的部件直接创建3D块，在Blocking操作界面选择CreateBlock，在模型树下InitializeBlocks选择3DBoundingBox创建3D块，然后在Blocking操作界面选择Associate，在模型树下选择AssociateEdgetoCurve，将圆环形端面的部件对应的3D块的前端面的边关联到该圆环形端面的部件的前端面去，圆环形端面的部件对应的3D块的后端面的边关联到圆环形端面的部件的该圆环形端面的后端面去，选择SnapProjectVertices点Apply进行捕捉对齐；在Blocking操作界面选择SplitBlock(Key=...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢焜，金永平，彭佑多，万步炎，刘德顺，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43