SMS中文指南-201507

1、 SMS 使用指南（中文版） 北京交通大学桥梁防灾所 中国铁道科学研究院 编译：郭 辉 (博士，助理研究员) E-Mail: 时间：2015.7 说明 1：本使用指南是在撰写博士学位论文第 6 章时完成的，系 第 6 章部分成果，如本指南对您的研究有所助益，请引用。 1 郭辉.桥渡压缩冲刷数值模拟研究D.北京交通大学, 2013. 说明 2： 本使用指南仅供学习参考之用， 严禁用于其他商业用途。 编译作者保留对本指南的一切权利。 I 目目 录录 1 SMS 概览（概览（Overview） 1 1.1 Introduction 1 1.2 开始（开始（Getting Started） . 1 1.3 SMS 屏幕（屏幕（The SMS Screen） 1 1.3.1 主图形窗口主图形窗口 . 1 1.3.2 工具箱（工具箱（The Toolbox） 2 1.3.3 项目浏览器（项目浏览器（The Project Explorer） . 3 1.3.4 时间步窗口（时间步窗口（Time Steps Window） . 4 1.3.5 编辑窗口（编辑窗口（The Edit Window）

2、5 1.3.6 目录栏（目录栏（The Menu Bar） 5 1.3.7 状态栏（状态栏（The Status Bars） 5 1.4 使用背景图片（使用背景图片（Using a Background Image） . 5 1.4.1 打开图片（打开图片（Opening the Image） 5 1.5 使用特征对象（使用特征对象（Using Feature Objects） 6 1.6 创建特征弧段（创建特征弧段（Creating Feature Arcs） 7 1.7 操作操作 Coverages（Manipulating Coverages） . 9 1.8 重分布节点（重分布节点（Redistributing Vertices） 9 1.9 定义多边形（定义多边形（Defining Polygons） . 10 1.10 指定分网参数（指定分网参数（Assigning Meshing Parameters） . 10 1.10.1 为为 Paving 法建立法建立 Refine Point （Creating a Refine Point for Paving） 11 1.1

3、0.2 定义定义 Coons 曲面（曲面（Defining a Coons Patch） 11 1.10.3 移除绘图对象（移除绘图对象（Removing Drawing Objects） 13 1.11 施加边界条件（施加边界条件（Applying Boundary Conditions） 13 1.11.1 定义弧段群（定义弧段群（Defining Arc Groups） . 14 1.11.2 指定边界条件（指定边界条件（Assigning the Boundary Conditions） 14 1.12 为多边形指定材料（为多边形指定材料（Assigning Materials to Polygons） . 15 1.12.1 显示材料类型（显示材料类型（Displaying Material Types） . 16 1.13 将特征对象转化为网格（将特征对象转化为网格（Converting Feature Objects to a Mesh） . 16 1.14 编辑生成的网格（编辑生成的网格（Editing the Generated Mesh） 17 1.15 将离散点插

4、入到网格（将离散点插入到网格（Interpolating to the Mesh） 17 1.16 网格重编号（网格重编号（Renumbering the Mesh） 18 1.17 保存项目文件（保存项目文件（Saving a Project File） 19 2 SMS-Feature Stamping . 19 2.1 打开背景图片打开背景图片 19 2.2 指定坐标系指定坐标系 20 2.3 导入水深测量数据导入水深测量数据 20 2.4 建立模型区域（建立模型区域（model domain） . 21 2.5 创建无桥台时的网格创建无桥台时的网格 21 2.6 建立桥台建立桥台 22 2.6.1 Set up a Stamping coverage 22 2.6.2 桥台位置的确定（桥台位置的确定（Position the abutments） 23 2.6.3 指定桥台几何尺寸（指定桥台几何尺寸（Specify the geometry of the abutments） 24 II 2.6.4 植入桥台（植入桥台（Stamping the Abutments） . 25

5、2.6.5 将桥台导入数值模型将桥台导入数值模型 . 25 3 Google Earth 文件（文件（Google Earth Files） 29 4 网格编辑（网格编辑（Mesh Editing） 30 5 SMS 软件的数据可视化（软件的数据可视化（Data Visualization） . 34 5.1 通过通过 SMS 导入导入*.geo 格式文件格式文件 34 5.2 打开结果文件打开结果文件 35 5.3 间接物理量计算（间接物理量计算（data calculator） 35 5.4 绘制速度等值线绘制速度等值线 36 5.5 颜色过渡选项（颜色过渡选项（Color Ramp Options） 37 5.6 速度向量的显示速度向量的显示 38 5.7 创建动画创建动画 39 6 观察覆盖功能（观察覆盖功能（Observation Coverage） . 41 6.1 打开数据（打开数据（Opening the data） 41 6.2 观察结果数据（观察结果数据（Viewing Solution Data） . 42 6.3 建立观察覆盖对象（建立观察覆盖对象（Creati

6、ng an Observation Coverage） 42 6.4 观察覆盖对象（观察覆盖对象（The Observation Coverage） 43 6.4.1 建立一个测量项（建立一个测量项（Creating a measurement） . 43 6.5 建立一个观测点（建立一个观测点（Creating an Observation Point） . 43 6.5.1 使用标定板（使用标定板（Using the Calibration Target） 45 6.5.2 创建多个测量项（创建多个测量项（Multiple Measurements） 45 6.6 读入一组观测点（读入一组观测点（Reading a set of Observation Points） . 46 6.7 生成误差检验图（生成误差检验图（Generating Error Plots） 47 6.7.1 绘制数据（绘制数据（Plot Data） . 48 6.7.2 理解理解 Computed vs. Observed Data 图图 . 48 6.7.3 理解理解 Error Summary 图图 .

7、 48 6.8 校准模型（校准模型（Calibrating the Model） 49 6.8.1 编辑材料特性（编辑材料特性（Editing the Material Properties） . 49 6.8.2 重新计算得到新解（重新计算得到新解（Computing a New Solution） . 49 6.8.3 读入新解（读入新解（Reading the New Solution）. 49 6.8.4 微调模型（微调模型（Fine-tuning the Model） . 49 6.9 使用使用 Error vs. Simulation Plot 52 6.10 生成纵断面观测图（生成纵断面观测图（Generating Observation Profile Plots） . 53 6.11 生成时间序列图（生成时间序列图（Generating Time Series Plots） 55 7 Import from Web . 55 8 敏感性分析（敏感性分析（Sensitivity Analysis） 56 8.1 介绍（介绍（Introduction） 56 8.2 单一

8、材料的简单河道（单一材料的简单河道（Simple Channel with Single Material） . 56 8.2.1 打开模型（打开模型（Open the Simulation） . 56 8.2.2 运行模型（运行模型（Running the Model） 56 8.2.3 创建纵断面图（创建纵断面图（Creating Profile Plots） 56 8.2.4 曼宁糙率系数影响（曼宁糙率系数影响（Varying Mannings Roughness） . 57 8.2.5 运动涡粘系数影响（运动涡粘系数影响（Changes in Eddy Viscosity） 58 8.3 单一材料的压缩水槽（单一材料的压缩水槽（Constrained Flume with Single Material） . 59 III 8.3.1 打开模型打开模型 . 59 8.3.2 改变曼宁系数（改变曼宁系数（Varying Mannings Roughness） . 60 8.3.3 涡粘系数（涡粘系数（Changes in Eddy Viscosity） 60 8.4 两种材料的简

9、单河道两种材料的简单河道 61 9 Basic FESWMS Analysis（算例）（算例） . 62 9.1 介绍（介绍（Introduction） 62 9.2 单元转化（单元转化（Converting Elements） 63 9.3 定义材料性质（定义材料性质（Defining Material Properties） . 64 9.4 设置模型参数（设置模型参数（Setting Model Parameters） . 64 9.5 保存文件（保存文件（Saving the Simulation） 65 9.6 运行（运行（Running the Simulation） . 65 10 FESWMS Analysis with Weirs（算例）（算例） . 67 10.1 如何创建堰（如何创建堰（Creating Weirs） 67 10.2 热启动示例（热启动示例（Hot-start） 70 11 Hydrodynamics and Sediment Transport 74 11.1 Introduction 74 11.2 二维水深平均水流方程二维水深平均水流方程 74 11.3 动量修正系数动量修正系数 75 11.4 床面剪切应力床面剪切应力 76 11.5 涡粘系数取值涡粘系数取值 76 11.6 单元干湿处理单元干湿处理 78 11.7 水深平均泥沙运动方程水深平均泥沙运动方程 79 11.8 床沙分层处理床沙分层处理 80 11.9 平衡全沙输沙率公式平衡全沙输沙率公式 81 11.10 入口含沙量条件入口含沙量条件 84 11.11 FST2DH 模型泥沙数值模拟存在的问题模型泥沙数值模拟存在的问题2 . 85 11.12 泥沙模型控制及参数指定泥沙模型控制及参数指定 86 11.12.1 操作步骤操作步骤 . 86 1 SMS 使用指南（中文版） 1 SMS 概览（概览（Overview） 1.1 Introduction 本部分内容主要描述 SMS 界面的主要组成，并对 SMS 模块进行简要介绍。 这部分教程建议在其它教程

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