1ICS47.020.01CCSU07中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Datainterchangeformatsforthefiniteelementanalysismodelofshipstructures——Part3:solut2025-09-01發(fā)布IT/CANSI193-2025前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 5基本要求 5.1交換文件的格式要求 5.2部件數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu) 5.3裝配數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu) 5.4分析求解數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu) 附錄A（規(guī)范性）求解結(jié)果數(shù)據(jù)的定義 5附錄B（規(guī)范性）求解結(jié)果數(shù)據(jù)實例展示 參考文獻(xiàn) T/CANSI193-2025本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是《船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)交換格式》的第3部分，該系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：前處理數(shù)據(jù)；——第3部分：求解結(jié)果數(shù)據(jù)；——第4部分：規(guī)范校核數(shù)據(jù)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化分會提出。本文件由中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：中國船舶科學(xué)研究中心、中國船級社、深海技術(shù)科學(xué)太湖實驗室、中船奧藍(lán)托無錫軟件技術(shù)有限公司、水上載運(yùn)裝備安全研究院（寧波）有限公司、中國船舶集團(tuán)有限公司綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院。本文件主要起草人：顧宇杰、王麗榮、李敏、丁軍、金建海、孟凡沖、李淳芳、胡欣、李云驤、王裕飛、胡濤、孫川、吳子剛、劉語曦、老軼佳、胡杰鑫、王明皓、王靖瑤、李倩倩、李巧平。T/CANSI193-2025伴隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的深入發(fā)展，數(shù)據(jù)共享和全生命周期管理已經(jīng)成為船舶行業(yè)工程軟件的發(fā)展方向。建立一套船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和交換格式，促進(jìn)不同軟件對于船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一描述和共享，有利于減少重復(fù)建模的資源浪費(fèi)。本文件的目的在于確立面向船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)共享活動的、結(jié)構(gòu)化和預(yù)定義的數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)和格式，從而推動和促進(jìn)船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)的高度共享?！洞敖Y(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)交換格式》由4個部分組成?！?部分：通用要求。目的在于規(guī)定船舶結(jié)構(gòu)有限元分析中相關(guān)的術(shù)語和定義，統(tǒng)一相關(guān)概念，避免由于概念和術(shù)語不明確而造成的交流困難、歧義和誤解；規(guī)定船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)交換格式的組成部分、使用環(huán)節(jié)和單位制，給出相關(guān)技術(shù)要求?！?部分：前處理數(shù)據(jù)。目的在于規(guī)定船舶結(jié)構(gòu)有限元分析中前處理數(shù)據(jù)的交換格式，為船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件之間前處理數(shù)據(jù)交換提供技術(shù)支持?！?部分：求解結(jié)果數(shù)據(jù)。目的在于規(guī)定船舶結(jié)構(gòu)有限元分析中求解結(jié)果數(shù)據(jù)的交換格式，為船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件之間求解結(jié)果數(shù)據(jù)交換提供技術(shù)支持?！?部分：規(guī)范校核數(shù)據(jù)。目的在于規(guī)定基于船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件的求解結(jié)果進(jìn)行船舶入級規(guī)范校核時數(shù)據(jù)的交換格式，為船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件之間入級規(guī)范校核數(shù)據(jù)交換提供技術(shù)支持。1T/CANSI193-2025船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)交換格式第3部分：求解結(jié)果數(shù)據(jù)本文件規(guī)定了船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件求解結(jié)果數(shù)據(jù)交換格式的基本要求，包括交換文件的格式要求、不見數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)、裝配數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)以及分析求解數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)等。本文件適用于船舶結(jié)構(gòu)有限元分析軟件之間求解結(jié)果數(shù)據(jù)的交換。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/CANSI190船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)要求3術(shù)語和定義T/CANSI190界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1數(shù)據(jù)塊datasetHDF5文件的主要對象之一，數(shù)據(jù)元素的一個多維數(shù)組以及支持元數(shù)據(jù)（metadata）。3.2根root不帶任何屬性的抽象元素，被具有語意重要性的元素直接或間接派生。3.3場輸出fieldoutput場輸出描述模型中物理量隨空間位置的變化，記錄整個模型或大部分區(qū)域在特定時間點的狀態(tài)。3.4歷史輸出historyoutput記錄模型中特定位置的物理量隨時間或分析步的變化過程。4縮略語下列縮略語適用于本文件。HDF51分層數(shù)據(jù)格式（HierarchicalDataFormat5）1）美國國家高級計算應(yīng)用中心(NationalCenterfo究需求而研制的一種能高效存儲和分發(fā)科學(xué)數(shù)據(jù)的新型數(shù)據(jù)格式。HDF可以表示出科學(xué)數(shù)據(jù)存儲和分布的許多2T/CANSI193-20255基本要求5.1交換文件的格式要求船舶結(jié)構(gòu)有限元分析模型數(shù)據(jù)交換格式中求解結(jié)果數(shù)據(jù)應(yīng)符合下列規(guī)定：a)求解結(jié)果數(shù)據(jù)采用HDF5文件結(jié)構(gòu)。b)求解結(jié)果數(shù)據(jù)中應(yīng)注明有限元分析軟件的版本信息。c)求解結(jié)果數(shù)據(jù)應(yīng)包含部件（Parts）數(shù)據(jù)、裝配（Assembly）數(shù)據(jù)和分析求解（Steps）數(shù)據(jù)三部分內(nèi)容。其中，部件數(shù)據(jù)、裝配數(shù)據(jù)是模型數(shù)據(jù)的輸出，分析求解數(shù)據(jù)是分析結(jié)果數(shù)據(jù)的輸出。d)在HDF5文件中，求解結(jié)果數(shù)據(jù)的各部分內(nèi)容均采用樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，見5.2～5.4。e)求解結(jié)果數(shù)據(jù)中具體樹節(jié)點的數(shù)據(jù)元素應(yīng)采用附錄A的定義。f)本文件中未涉及的數(shù)據(jù)元素，可在遵循HDF5文件格式要求的基礎(chǔ)上自行擴(kuò)展。5.2部件數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)求解結(jié)果數(shù)據(jù)HDF5文件中部件數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)見圖1，應(yīng)以“Parts”作為部件數(shù)據(jù)的樹節(jié)點名稱。部件數(shù)據(jù)中的組（Group）見表1，具體定義見附錄A.1。注：圖中方框內(nèi)為當(dāng)前Group的名字，｛｝中所述內(nèi)容為當(dāng)前Group的屬性，批注內(nèi)容為當(dāng)前Group下的Datasets數(shù)圖1部件數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)表1部件數(shù)據(jù)中的Group123Part453T/CANSI193-20255.3裝配數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)結(jié)果數(shù)據(jù)HDF5文件中裝配數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)見圖2，應(yīng)以“Assembly”作為裝配數(shù)據(jù)的樹節(jié)點。裝配數(shù)據(jù)中的組見表2，具體定義見附錄A.2。注：圖中方框內(nèi)為當(dāng)前Group的名字，｛｝中所述內(nèi)容為當(dāng)前Group的屬性，批注內(nèi)容為當(dāng)前Group下的Datasets數(shù)圖2裝配數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)表2裝配數(shù)據(jù)中的Group123456NodeSet75.4分析求解數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)結(jié)果數(shù)據(jù)HDF5文件中分析求解數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)見圖3，應(yīng)以“Steps”作為分析求解數(shù)據(jù)的樹節(jié)點。分析求解數(shù)據(jù)中的組見表3，具體定義見附錄A.3。4T/CANSI193-2025注：圖中方框內(nèi)為當(dāng)前Group的名字，｛｝中所述內(nèi)容為當(dāng)前Group的屬性，批注內(nèi)容為當(dāng)前Group下的Datasets數(shù)圖3分析求解數(shù)據(jù)的層級結(jié)構(gòu)表3分析求解數(shù)據(jù)中的Group12345678HistoryRegion9HistoryPointHistoryOutput5T/CANSI193-2025（規(guī)范性）求解結(jié)果數(shù)據(jù)的定義A.1部件數(shù)據(jù)A.1.1部件集合組部件集合組（PartsGroup）應(yīng)采用表A.1定義。表A.1PartsGroup格式說明作為部件數(shù)據(jù)的總目錄，包含模型所有的Part目錄名字固定為“Parts”無無A.1.2部件組部件組（PartGroup）應(yīng)采用表A.2定義。表A.2PartGroup格式說明作為Parts的子目錄，存放一個Part的信息，包含節(jié)點和單元信息無無A.1.3節(jié)點集合組節(jié)點集合組（NodesGroup）應(yīng)采用表A.3定義。表A.3NodesGroup格式說明作為Parts的子目錄，存放當(dāng)前部件中的所有節(jié)點信息數(shù)據(jù)塊名字固定為“Nodes”無數(shù)據(jù)塊名字固定為“Labels”此數(shù)據(jù)塊為N×1的數(shù)組，每行存放一個節(jié)點的數(shù)據(jù)塊名字固定為“Coordinates”此數(shù)據(jù)塊為N×3的數(shù)組，每行存放一個節(jié)點的三維坐標(biāo)6T/CANSI193-2025A.1.4單元集合組單元集合組（ElementsGroup）應(yīng)采用表A.4定義。表A.4ElementsGroup格式說明作為Part的子目錄，存放當(dāng)前部件中的所有單元信息數(shù)據(jù)塊名字固定為“Elements”無無A.1.5單元分類組單元分類組（ElementClassGroup）應(yīng)采用表A.5定義。表A.5ElementClassGroup格式說明數(shù)據(jù)塊名字固定為“Labels”此數(shù)據(jù)塊為N×1的數(shù)組，每行存放一個單元的此數(shù)據(jù)塊的行數(shù)為當(dāng)前ElementClass下的單元數(shù)量數(shù)據(jù)塊名字固定為“Connectivity”此數(shù)據(jù)塊每行存放一個單元包含的所有節(jié)點ID，包含節(jié)點的數(shù)量根據(jù)ElementClass所此數(shù)據(jù)塊的行數(shù)為當(dāng)前ElementClass下的單元數(shù)量A.2裝配數(shù)據(jù)A.2.1裝配組裝配組（AssemblyGroup）應(yīng)采用表A.6定義。表A.6AssemblyGroup格式說明目錄名字固定為“Assembly”無無7T/CANSI193-2025A.2.2實例集合組實例集合組（InstancesGroup）應(yīng)采用表A.7定義。表A.7InstancesGroup格式說明目錄名字固定為“Instances”無無A.2.3實例組實例組（InstanceGroup）應(yīng)采用表A.8定義。表A.8InstanceGroup格式說明無A.2.4節(jié)點集合組節(jié)點集合組（NodeSetsGroup）應(yīng)采用表A.9定義。表A.9NodeSetsGroup格式說明NodeSets目錄名字固定為“NodeSets”無無A.2.5節(jié)點組節(jié)點組（NodeSetGroup）應(yīng)采用表A.10定義。表A.10NodeSetGroup格式說明作為NodeSets的子目錄，存放一個節(jié)點集的信息無8T/CANSI193-2025表A.10NodeSetGroup格式說明（續(xù)）數(shù)據(jù)塊名字為子節(jié)點集的索引值，作為NodeSetA.2.6單元集合組單元集合組（ElementSetsGroup）應(yīng)采用表A.11定義。表A.11ElementSetsGroup格式說明數(shù)據(jù)塊名字固定為“ElementSets”無無A.2.7單元組單元組（ElementSetGroup）應(yīng)采用表A.12定義。表A.12ElementSetGroup格式說明作為ElementSets的子目錄，存放一個單元集的信息無作為ElementSet的子目錄，存放一個子單元集的信息。數(shù)據(jù)塊名字為子單元集的索引值A(chǔ).3分析求解數(shù)據(jù)A.3.1分析求解數(shù)據(jù)集合組分析求解數(shù)據(jù)集合組（StepsGroup）應(yīng)采用表A.13定義。表A.13StepsGroup格式說明目錄名字固定為“Steps”無無9T/CANSI193-2025A.3.2分析求解數(shù)據(jù)組分析求解數(shù)據(jù)組（StepGroup）應(yīng)采用表A.14定義。表A.14StepGroup格式說明Type為String，長度length為Value字符串的長度，ArraySize為1，ValueType為int，ArraySize為1，Value為Step的域，Value邊界元無A.3.3場變量輸出的時間幀集合組場變量輸出的時間幀集合組（FramesGroup）應(yīng)采用表A.15定義。表A.15FramesGroup格式說明當(dāng)定義場輸出時，F(xiàn)rames作為Step的子目錄目錄名字固定為“Frames”無無A.3.4場變量輸出的時間幀組場變量輸出的時間幀組（FrameGroup）應(yīng)采用表A.16定義。表A.16FrameGroup格式說明作為Frames的子目錄，存放一個Frame的信息，包含當(dāng)前步下的FieldOutput變量信息以Frame（即場變量輸出的時間幀）的名無A.3.5場變量輸出信息組場變量輸出信息組（FieldOutputGroup）應(yīng)采用表A.17定義。表A.17FieldOutputGroup格式說明作為Frame的子目錄，存放一個輸出幀F(xiàn)rame下的場變量FieldOuT/CANSI193-2025表A.17FieldOutputGroup格式說明（續(xù)）Type為String，長度length為單個分量字符串長度，ArraySiz為分量值，如“U1，U2，U3”2，3”無A.3.6實例組實例組（InstanceGroup）應(yīng)采用表A.18定義。表A.18InstanceGroup格式說明無聲明實部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊名字固定為“Real”聲明虛部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊名字固定為“Img”A.3.7歷史輸出對象集合組歷史輸出對象集合組（HistoryRegionsGroup）應(yīng)采用表A.19定義。表A.19HistoryRegionsGroup格式說明目錄名字固定為“HistoryRegions”T/CANSI193-2025表A.19HistoryRegionsGroup格式說明（續(xù)）無無A.3.8歷史輸出對象組歷史輸出對象組（HistoryRegionGroup）應(yīng)采用表A.20定義。表A.20HistoryRegionGroup格式說明無A.3.9歷史輸出時間組歷史輸出時間組（HistoryPointGroup）應(yīng)采用表A.21定義。表A.21HistoryPointGroup格式說明無無A.3.10歷史輸出信息組歷史輸出信息組（HistoryOutputGroup）應(yīng)采用表A.22定義。表A.22HistoryOutputGroup格式說明分量值，如“U1，U2，U3”無T/CANSI193-2025（資料性