桥梁抗风性能仿真结果的分析

CFD-VIEW对桥梁抗风性能仿真结果的分析

一、CFD-VIEW的界面介绍

1、通过CFD-ACE打开CFD-VIEW软件。

通过ACE进行方针计算后，可打开相应的VIEW进行后处理。找到ACE菜单栏中的按钮，点击则会登陆CED-VIEW软件。

图1.1.1 CFD-ACE菜单栏

打开CFD-VIEW，其界面如图1.1.2所示。

图1.1.2 CFD-VIEW工作界面视图

二、桥梁抗风仿真问题简述

本计算实例为重型支援桥假设时三个阶段的风桥耦合仿真。其模型结构如图所示：

图2.1位重型支援桥某工作状态模型

前期使用GEOM软件进行模型建立，网格划分等工作，并把此计算案例分为三个域进行计算：1号域为桥体本身；2号域为桥体附近的空气流域；3号域为桥体远方的空气流域。为了提高计算效率以及计算精确度，则需要在1号和2号域中网格相比3号域中更为精密。下图为三个域的示意图。

图2.2 域1 和域2示意图

其中如图1.2所示，实体桥结构内部为1号域，桥体周围的立方六面体（紫色六面体）到桥表面之间的空间为2号域。

图2.3 3号域示意图

3号域为最大的立方六面体到中间的立方六面体之间的空间。

通过CFD-ACE软件进行相关设置加载计算，最后需通过CFD-VIEW软件进行后处理，分析计算结果。

三、桥梁抗风仿真结果后处理操作过程

1、读取计算结果的数据

选择File菜单，点击Select Files for Animation，选择相应计算结果的DTF

扩展名的文件。

图3.1.1 读取数据结果

读取文件后，可在三维视窗中查看三维模型，在对象列表中查看所有计算域

和边界。

图3.1.2三维模型图

2、对象列表中的操作

读取文件后，我们发现对象列表中对象过多，所以为了以后方便对其操作，

所以需要进行进一步的分类整理，用到以下菜单按钮。

图3.2.1 选择、组合按钮

为选择所有的域；为选择所有表面；为选择所有的线；

为选择所有的点，为消除当前选择；为对当前选中元素进行打包

组合；对已经组合好的进行拆分。

通过以上按钮，我们可以对相同属性对象进行分类分组，其最终效果如下，就本算例来讲，两个air分别代表两个空气域；bridge代表桥梁实体同时也是1号域；inlet为入口；outlet为出口；jiaojie为2号域和3号域的交界面；waijie 为最大边界处，即CFD-ACE中的Wall；bridge-guding为桥梁实体一部分，只是其位移在CFD-ACE中设置为固定，较为特殊所以单独拿出来作为一类。

图3.2.2整理后的对象列表

3、对象显示方式的操作

对同类对象进行分类后，还可以通过不同的显示按钮改变其可视方式。

图3.3.1视图按钮

其中，为控制视图阴影的按钮；为隐藏实体按钮；

为显示/隐藏网格；为云图显示方式控制按钮；为线面隐藏按钮。通过以上按钮，用户可根据自己的需求对对象进行不同的可视化操作。

例如，如果只想显示桥梁本身，则需将桥梁外的其他选中，然后点击将其隐藏；如果需要显示桥梁上表面网格，则点击，如下图所示。

图3.3.2 单独显示桥梁实体

图3.3.3 桥梁的网格显示

4、不同方向的截面设置

插入截面是一项基本操作，是显示流线、云图、等值线图的基础，所以其操作也很重要。

操作步骤：1 在对象列表选择一个或者几个域，根据本算例我们选择两个空

气域；2 在操作台选择中的一个按钮，此按钮的意义是在域中插入X Y Z方向的截面，根据本算例实际情况，我们点击；则三维视图如下图所示。

图3.4.1 选中两个空气域

图3.4.2 X方向上的截面

同时，操作控制台出现此界面的菜单，对象列表中也会出现此截面，前者是方便控制界面位置等参数，后者为方便编辑其属性。

图3.4.3 截面的操作控制面板图3.4.4 对象列表中的截面

5、流线的显示

1、在对象列表中选择要显示的流线所在的域。

图3.5.1 选中域

2、点击操作台中的流线按钮，则三维视图中会出现以下图形。

图3.5.2 流线为设置参数的示意图

3、流线的操作控制版面如图，控制点的位置可以通过直接输入坐标

(X,Y,Z)，也可以用左键拖动后边的滑快来调整。如果使用IJK domain的模式，可以调整过空间网格的流线。调整(NX,NY,NZ)可以控制不同方向流线的数量。调整(dx,dy,dz)的大小可以控制不同方向流线之间的间距。此处设置NY=11,dY=0.3。

图3.5.2 控制参数设置前后对比

图3.5.3 流线示意图

通过按钮，可以显示流线上的速度大小；在属性面板选择，可以设置流线的粗细大小。

图3.5.4 属性面板

图3.5.5 设置完毕后的流线图

6、云图的显示

1、按照前面所述，建立一个截面。

2、在Color中选择Velocity Magnitude（选择则为速度云图）或者P（选择

则显示压力云图），如图3.6.1所示

图3.6.1 Color菜单

3、点击操作台的柱状图按钮，则会出现柱状图，通过属性面板的按

钮可以进行相关柱状图的设置。

图3.6.2 柱状图属性面板

图3.6.3 柱状图

4、效果图如下：

图3.6.4 速度云图

如果点击，则会出现等值线图，同时配合前面所述众多显示按钮可进行多种显示。

图3.6.5 速度等值线图和云图