一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统

1.一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：包括数据读写模块，冲淤分析模块，受力计算模块和图形展示模块，所述数据读写模块与冲淤分析模块和受力计算模块连接，所述冲淤分析模块和受力计算模块与所述图形展示模块连接，所述图形展示模块与所述数据读写模块连接；所述预测系统的预测过程如下：前处理阶段：数据读写模块获取数据文件及读取导入各模块的计算结果；计算阶段：冲淤分析模块根据获取的数据文件计算海缆路由的冲淤状态，并划分高风险区段后进行局部区段的冲刷计算；受力计算模块对海缆冲刷高风险区段进行受力分析，预测局部冲刷条件下裸露和悬空海缆路由允许变形、内力受力状态，并对裸露和悬空海缆进行风险等级划分；后处理阶段：图形展示模块将计算结果信息以图形化的形式展示给用户。 2.根据权利要求1所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述数据读写模块包括模型数据读取单元，用于获取模型信息，所述模型信息包括节点信息、网格信息及分组信息；计算条件数据读写单元，用于获取计算条件信息，所述计算条件信息包括初始条件、边界条件、材料参数、荷载信息及计算控制信息；结果数据读取单元，用于获取计算结果信息；结果数据导出单元，用于导出计算结果信息。 3.根据权利要求2所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述冲淤分析模块包括冲淤分布单元，用于根据所述计算条件数据读写单元的计算条件信息计算海床面的冲淤变化，并将所述冲淤变化生成冲刷分布区域发送至所述图形展示模块进行显示；冲刷高风险区段划分单元，用于根据所述冲刷分布区域中海底高程的变化幅值划分海缆冲刷高风险区段；局部冲刷单元，根据所述海缆冲刷高风险区段构建局部模型，并对所述局部模型进行局部冲刷计算及受力分析。 4.根据权利要求3所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述冲淤分布单元采用有限元分析方法，并根据所述计算条件数据读写单元的计算条件信息计算海床面的冲淤变化，所述局部冲刷单元采用有限元分析方法对所述局部模型进行局部冲刷计算及受力分析。 5.根据权利要求4所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述局部模型的构建方法包括：获取包含海缆冲刷高风险区段的局部模型在整体模型中的单元编号及节点信息；根据所述单元编号及节点信息对所述局部模型中的单元及节点按照有限元分析方法的编排方式进行重新编号；将整体模型计算出的在局部模型边界处的计算结果作为局部模型的边界条件进行冲刷计算。 6.根据权利要求2所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述受力计算模块包括静态受力分析单元，涡激振动动力响应单元，涡激振动疲劳评价单元，系统预警单元，所述静态受力分析单元与所述系统预警单元连接，所述涡激振动动力响应单元与所述涡激振动疲劳评价单元连接，所述涡激振动疲劳评价单元与所述系统预警单元连接。 7.根据权利要求6所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述静态受力分析单元采用有限元分析方法，并根据所述计算条件数据读写单元获取计算条件信息计算海缆在自重作用下的静态受力状态；所述涡激振动动力响应单元采用有限元分析方法，并根据所述计算条件数据读写单元获取计算条件信息计算海缆在水流作用下的涡激振动动力响应量。 8.根据权利要求6所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述涡激振动疲劳评价单元，采用Miner疲劳损伤理论，并根据所述涡激振动动力响应单元输出的数据进行疲劳破坏评价。 9.根据权利要求1所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述图形展示模块包括界面控制单元，模型展示单元，计算结果展示单元，框选模型信息展示单元，计算结果信息图表展示单元，模型剖面展示单元，所述界面控制单元与所述模型展示单元，计算结果展示单元，框选模型信息展示单元，计算结果信息图表展示单元，模型剖面展示单元连接。 10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其特征在于：所述数据读写模块，冲淤分析模块，受力计算模块和图形展示模块均采用MVVM、面向对象、三层构架的模块化软件设计，应用WPF用户界面开发框架和DirectX 11多媒体编程接口。