【正文】 . . . 01 511 . . . END01 999 02 ELM1 02SYMX 02QPPL DIFF 0 (1)( 1)( 2)( 12)( 11) . . . . 02QPPL 0 (1)( 1)( 101)( 103)( 3) . . . . END02PMAS 0 (1)( 999)( 1)( 1) 02 FINI Deck 0: overall admin. Parameter全局控制 Deck 1: 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定義 * 999 for PMAS node質(zhì)量單元 Deck 2: Element 定義 分析段指定 Symx：只對(duì)表面單元有效。 添加標(biāo)題 144 2022/2/7 AQWALINE建模之一 ? ANSYS建模 ? 安裝 ANSYSAQWA界面： (1) copy to c:\Program Files\Ansys Inc\ ansys\apdl (2) open c:\Program Files\Ansys Inc\ ansys\apdl\, insert *ABBR, AQWA, ANSTOAQWA ? 運(yùn)行 ANSYSAQWA界面： 注意 : (1) 濕 表面和干表面要分別建模 。.res）中，其他模塊可以用重啟動(dòng)的方式調(diào)用這些數(shù)據(jù)。 ? AQWALINE使用典型的格林函數(shù)方法求解浮體結(jié)構(gòu)的波浪力，AQWA中網(wǎng)格的每個(gè)單元給定一個(gè)脈動(dòng)源。 AQWALINE能夠處理淺水效應(yīng)，這時(shí)需考慮波浪力高階項(xiàng)。 ? AQWA提供了方便的重啟動(dòng)方式，如完成 AQWALINE計(jì)算后，要執(zhí)行其他模塊計(jì)算如考慮粘性阻尼，停泊線剛度，就可以用重啟動(dòng)方式直接調(diào)用 AQWALINE計(jì)算結(jié)果，而不需要再執(zhí)行 AQWALINE基本格林函數(shù)計(jì)算，這樣極大的提高了求解效率。常規(guī)波浪在行進(jìn)過程中經(jīng)常會(huì)受浮體結(jié)構(gòu)的影響而產(chǎn)生衍射。前者是對(duì)浮體周圍的流體應(yīng)用動(dòng)量和能量守恒定理推導(dǎo)出二階力， ? 后者是利用攝動(dòng)展開得到二階流體壓力，然后將二階壓力沿著物體濕表面積分求解出二階漂移力。因此二階波浪力的研究對(duì)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)深水平臺(tái)的受力和運(yùn)動(dòng)具有重要的意義。 ? 海底邊界條件 ? 輻射條件：不同格林函數(shù)表達(dá)不同。 )(02 ?? ???? V0).( ??? nV s?添加標(biāo)題 135 2022/2/7 AQWALINE介紹 ? 線性自由表面條件 。 – small wave elevation：小波 ? Governing equations: for the velocity potential。 添加標(biāo)題 134 2022/2/7 AQWALINE介紹 ? AQWALINE理論： ? 三維勢(shì)流理論基本假定 – Ideal fluid, irrotational and inpressible，無粘性。 sum frequency ponents)，計(jì)算差頻，和頻。 的計(jì)算配置。 2千： 2小時(shí)。 多剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)一定用近場(chǎng)解 。 遠(yuǎn)場(chǎng)精度高，但只能計(jì)算平面運(yùn)動(dòng)的二階力，只能計(jì)算單個(gè)結(jié)構(gòu)。 NOTE: Morison 結(jié)構(gòu) 適用于：細(xì)長(zhǎng)管（直徑和管的長(zhǎng)度之比小于 ），阻尼力會(huì)大些 添加標(biāo)題 130 2022/2/7 AQWA理論 ? 莫里森方程 ? 對(duì)于細(xì)長(zhǎng)柱體單元（ D/L)比如管單元，每個(gè)單元上單位長(zhǎng)度的波浪力可以按照莫里森方程計(jì)算得到，莫里森方程如下： 其中 Ca和 cd為附加質(zhì)量和單元拉力系數(shù) ?為單位長(zhǎng)度單元體積， D為單元的直徑 DVVCCXF da ?? )1(.. ????添加標(biāo)題 131 2022/2/7 AQWA理論 ? 波浪力組成 Fluid force Hydrodynamic Hydrostatic Fixed structure in waves Ambient pressure (incident wave or FroudeKrylov force) Effect of structure on waves (Diffraction) Moving structure in still water (Radiation force) Inphase (Added Mass) Outofphase (Radiation damping) F(?) Ma(?).x? C(?).x? 添加標(biāo)題 132 2022/2/7 基礎(chǔ)培訓(xùn)二 ? AQWA 模塊介紹 ? AQWA理論介紹 ? AQWALINE介紹 ? AGS界面介紹之一 添加標(biāo)題 133 2022/2/7 AQWALINE介紹 ? AQWALINE特點(diǎn)： ? 考慮波浪力二階項(xiàng)的 3D繞射散射分析程序 2nd order 3D （特點(diǎn)， 可以算任意水深。 添加標(biāo)題 127 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA處理作用在結(jié)構(gòu)上的波浪力 ? 對(duì)繞射結(jié)構(gòu)（用平面單元建模（ plate element） Incident wave force (FroudeKrylov force): from the pressure in the undisturbed 力 Diffraction force: due to stationary structure disturbing the incident 引起的壓力 Radiation force: due to structure’s oscillation which generates Drift force ( force due to high order effect)考慮波浪力的高階效應(yīng)，波浪力的高階項(xiàng)都?xì)w于 Drift force 添加標(biāo)題 128 2022/2/7 AQWA理論 ? 波浪的繞射與輻射 ? 波浪的繞射：波浪在向前傳播遇到結(jié)構(gòu)物以后，在結(jié)構(gòu)表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外散射的波，入射波與散射波的疊加達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)將形成一個(gè)新的波動(dòng)場(chǎng)，在這樣的波動(dòng)場(chǎng)中結(jié)構(gòu)所受到的載荷稱為波浪的繞射作用 ? 波浪的輻射：以一定模態(tài)小振幅振蕩運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定的波浪場(chǎng)中產(chǎn)生一個(gè)向外輻射的波動(dòng)場(chǎng)，波動(dòng)場(chǎng)中的結(jié)構(gòu)必然會(huì)受到輻射勢(shì)的載荷作用 添加標(biāo)題 129 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA處理作用在結(jié)構(gòu)上的波浪力 ? 對(duì)細(xì)長(zhǎng)管結(jié)構(gòu)（用莫里森單元建模（比如： tube element） ?指 F=相對(duì)加速度慣性力和相對(duì)速度引起的阻尼力求解的。把波浪作為隨機(jī)性的、由許多不同波高和波周期的規(guī)則波線性迭加而成的不規(guī)則波，用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法收集、分析處理波浪觀測(cè)數(shù)據(jù)，由于它能較精確地反映波浪的能量分布規(guī)律，所以是一種比較理想的方法。此法簡(jiǎn)便易行，在海洋工程設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用。對(duì)一些特殊形狀或特別重要的海洋工程結(jié)構(gòu)，除了用上述的方法進(jìn)行計(jì)算分析外，還應(yīng)進(jìn)行物理模型試驗(yàn)，以確定波浪力。 ? 當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件（部件）的直徑小于波長(zhǎng)的 20％時(shí)，波浪荷載的計(jì)算通常用半經(jīng)驗(yàn)半理論的美國(guó)莫里森方程 ? 大于波長(zhǎng)的 20％時(shí)，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)對(duì)入射波場(chǎng)的影響 ,考慮入射波的繞射 ,計(jì)算時(shí)用繞射理論求解。 添加標(biāo)題 125 2022/2/7 AQWA理論 ? 波浪載荷概述 ? 波浪荷載是由波浪水質(zhì)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的。 ? API wind spectrum ? NPD wind spectrum ? Userdefined wind spectrum ? AQWA支持的流類型 ? Uniform current：均勻流 ? Profiled current velocity：從海的到水平面是變化的。 cos2(ωt + kx) 一階項(xiàng) 二階項(xiàng) AQWA NAUT 缺省波浪類型 添加標(biāo)題 123 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA支持的隨機(jī)波譜 ? PM spectrum ? JONSWAP spectrum ? User defined spectrum ? Gaussian spectrum for Cross Swell NOTE:隨機(jī)波浪有以下兩種形式 : a. Long crested waves長(zhǎng)峰波 。 ? Z方向：船吃水高度方向 NOTE:節(jié)點(diǎn)數(shù) 15000，水下勢(shì)表面單元 8000 0 z y . x 添加標(biāo)題 118 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA風(fēng)浪流方向說明 ： ? 在 AQWA風(fēng)浪流的方向指的是其傳播方向 ? 風(fēng)浪流方向角是指風(fēng)浪流傳播方向與 x軸逆時(shí)針方向的夾角 ? 在 AQWA中定義風(fēng)浪流方向只需輸入方向角度（度）即可 X axis Wave direction (or current, wind) positive angle入射波波角 Y 添加標(biāo)題 119 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA輸入文件中風(fēng)浪流方向編輯規(guī)則 ? 原點(diǎn)在靜水線面上 ? 方向角度必須按照升序排列 ? 對(duì)于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以輸入 180至 180度方向角 ? 對(duì)于關(guān)于 x軸對(duì)稱（ symx）結(jié)構(gòu)可以輸入 0至 180度方向角 ? 對(duì)于同時(shí)關(guān)于 x軸， y軸對(duì)稱（ symx和 symy）結(jié)構(gòu)可以輸入 0至 90度方向角 ！ NOTE:對(duì)稱只對(duì)面單元有效對(duì)其他單元要建整體模型 y x v q 添加標(biāo)題 120 2022/2/7 AQWA理論 ? AQWA相位角（ phase angle） ? 原點(diǎn)在靜水線面上 ? 在 AQWA中，相位角 (Φ in degrees) 與時(shí)間差分的關(guān)系： (dt= Φ*T/360, T 是波浪周期 ). ? In AQWA, the (Φ in degrees) of a parameter defines the time difference (dt) from the time when the wave crest is at the CoG of the structure to the time when the parameter reaches its peak value. (dt= Φ*T/360, where T is the wave period). ?負(fù)的相位角表明滯后于波浪行進(jìn)方向 添加標(biāo)題 121 2022/2/7 AQWA理論 ? 波浪形式： ? 規(guī)則波 AQWA LINE NAUT (缺省設(shè)置）可以用到 ? 隨機(jī)波 以波浪譜的形式定義 AQWA LIBRIUM FER DRIFT NAUT 可以用到