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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
2、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） 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 Backgroun
3、d 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 Meshi
4、ng Parameters） . 10 1.10.1 为为 Paving 法建立法建立 Refine Point （Creating a Refine Point for Paving） 11 1.10.2 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.
5、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
6、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
7、 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 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）
8、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（
9、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（Creating 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
10、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 .
11、 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
12、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） . 5
13、6 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
14、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 Mod
15、el 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 7
16、4 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
