水动力软件AQWA的一些应用局限或不足

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ANSYS TO AQWA MODEL TRANSLATORANSYS模型文件转换AQWA-LINE标准输入文件1. INTRODUCTION 引言It is possible to use classic ANSYS to create an AQWA radiation/diffraction model. Any of the tools available in Workbench or ANSYS can be used to create the model. Once the model is created an AQWA input file can be written out using a macro supplied with ANSYS.使用传统的ANSYS产生AQWA辐射/绕射模型是可行的。

在Workbench或ANSYS中有工具能够建模。

一旦模型建立了,使用ANSYS的宏命令'ANSTOAQWA'可以自动产生AQWA-LINE的输入文件(将.aqwa修改为.dat格式即可)。

2. MODEL DESCRIPTION 模型描述The model must be meshed with the mesh that you wish to use for the AQWA analysis. If you are working from a model created for a structural analysis, it will probably be necessary to re-mesh the model as the structural mesh is likely to be finer than is need for a diffraction analysis.必须使用与AQWA中分析单元类型相同的单元来划分模型的网格。

如果你的模型建于ANSYS结构分析,可能会需要不断重新划分网格直到网格尺寸、数目等满足绕射分析的要求。

基于AQWA 的漂浮式海洋装置载体锚泊系统耦合分析

基于AQWA 的漂浮式海洋装置载体锚泊系统耦合分析

基于AQWA 的漂浮式海洋装置载体锚泊系统耦合分析王世明;邹伟【摘要】Based on the kinetic theory of wave forces frequency domain,using anchor angle conver-sion method,the paper obtained a good anchoring program by specific study object of dual pon-toon floating wave power generation device of the flow,through simulation coupling ways by hy-drodynamic analysis software AQWA.A similar design of floating marine device carrier mooring system solutions were also explored.%文章基于波浪力时域频域的运动理论,采用变换锚链夹角的方法,通过水动力软件AQWA进行仿真耦合分析的方式,得出针对特定研究对象即双浮筒漂浮式浪流发电装置的最佳锚泊方案,进而探讨类似的漂浮式海洋装置载体锚泊系统方案的设计。

【期刊名称】《海洋开发与管理》【年(卷),期】2016(033)008【总页数】5页(P55-59)【关键词】海洋能;锚泊系统;AQWA;系缆张力【作者】王世明;邹伟【作者单位】上海海洋大学工程学院上海 201306;上海海洋大学工程学院上海201306【正文语种】中文【中图分类】TK7;P7随着世界能源消耗量的持续大幅上升并影响世界经济,海洋能源利用研究的重要性日益凸显[1]。

其中,对锚泊系统的研究极为关键。

由于受到风、浪、流的联合作用,受锚泊载体在海洋中将会产生位置偏移,引起锚链张力的突变[2]。

由于我国对海洋能发电装置系泊系统的研究开展较晚,至今尚未形成专门规范,其设计和应用主要参考类似海上建筑系泊方式[3]。

AQWA的小常识

AQWA的小常识

AQWA的小常识AQWA 的小常识1. AQWA是一个求解器,用来建模、加载和求解,但它跟普通的软件不一样,它没有操作界面,只有一个文件读入窗口,而且读入的文件只能是 *.DAT 。

因此所有的建模、加载和求解都要以在 *.DAT文件中编辑来完成。

AQWA就是一个有入口和出口的封闭的加工厂,我们无法看到它的加工过程,只能在输入后等待输出;我们输入编辑好得到*.DAT文件,就会有一些文件的输出,输出文件会放置在输入文件所在的文件夹里。

如果*.DAT编辑的是正确和完整的话,AQWA这个加工厂就会给我们提供合格的产品-“res文件”等;这些产品可以在AQWAGS中进行观看。

(附:复杂模型建模见第5条)2. AQWAGS主要是一个后处理器,主要用来查看AQWA的求解结果,进行数据的提取和处理;同时也是AQWA的辅助性可视化窗口,可以看到所建立的模型,可以看到模型在水波中的运动等等;3. 这个路径很有用: X:\Program Files\ANSYS Inc\v121\aqwa 其中,X为安装ANSYS软件的根目录bin 内为主程序文件:win32内有aqwa的打开图标(注:将*.DAT文件拖拽到aqwa的图标上可以直接打开程序运行;在aqwa 图标上右键于桌面创建快捷方式后,拖拽*.DAT文件到桌面的快捷图标上,同样可以打开程序运行;AQWAGS等也是同样的道理)demo是一些结果文件,可以在AQWAGS中观看;doc是指导手册(document),有AQWA Reference和各种MANUAL文件;test是经典实例;training是练习平台;这些都是AQWA提供的实例,其中每个文件夹中都有*.DAT文件,是核心文件。

(注:个人建议将其中的*.DAT 拷贝出来进行学习,以免破原始数据,因为在AQWA的“帮助”中会用到其中的文件)4. 关于 RESTART使用restart时,OPTIONS 中必须有 REST 项; RESTART 中最后列出的文件必须要与正在编辑的 *.DAT文件在同一个文件夹中;5. 关于复杂模型的建模目前认为,用Mechanical APDL (ANSYS) 建模,然后用anstoaqwa 命令得到 *.aqwa 文件;再将所得文件的后缀名由 aqwa 直接改为 dat,即可得到 AQWA能够识别的 *.DAT文件。

基于AQWA的单点软刚臂系泊浮体的水动力响应研究

基于AQWA的单点软刚臂系泊浮体的水动力响应研究

基于AQWA的单点软刚臂系泊浮体的水动力响应研究随着海洋资源开发进程的不断深入,各类海洋作业平台相继投入使用。

当前我国海洋生产平台上均通过自建的发电机组供电,由于其存在诸多不足,因此考虑利用专门的浮式平台为其提供能源,并采用单点软刚臂系泊。

由于软刚臂系泊的船体通常具有较大的运动响应,为研究系泊船在海上作业的安全性,本文基于AQWA软件开展了系泊船的水动力响应研究,分析其在海洋环境荷载下的运动及其软刚臂系泊力的规律。

本文首先开展了系泊船频域下的数值计算,得到运动幅值响应算子、一阶波浪力、附加质量、辐射阻尼等水动力参数,比较分析了不同水深、吃水和入射方向下运动性能。

建立系泊船与软刚臂系泊系统的多刚体耦合动力分析模型,对系泊船在不规则波浪和风浪流组合荷载下进行了时域模拟计算,分析了系泊船在不同风浪流组合下运动和系泊荷载响应规律,分析了不同吃水、水深、重现期、压载水质量下极限海况的船体运动以及软刚臂系泊力响应,主要得到下结论:(1)水平面内的运动响应RAOs随频率增加而迅速减小,水深的变化对RAOs的影响并不明显;在波频以及高频范围内,垂直面内RAOs随着水深吃水比的减小而减小。

(2)随着水深吃水比的减小,附加质量和辐射阻尼有大幅增加,特别是垂直面内的运动模态,其增大趋势十分明显。

(3)风浪流作用下,船体的平衡位置主要取决于风、流方向,与浪向关系较小。

(4)在迎风、顶浪条件下,随着流荷载与船体初始艏向夹角的增大,船体运动幅值增大;在迎风、斜浪条件下,船体运动幅值随夹角的增大反而减小,以船体的横向运动(横荡、横摇、艏摇)表现较为明显。

在风浪同向、横流,以及迎风、斜浪、无流或斜流情况下系泊船运动响应及软刚臂系泊力最大,可认为较为危险的荷载组合。

(5)在千年一遇及万年一遇风浪流荷载作用下,X-Z平面运动(纵荡、升沉、纵摇)大幅增加,发生软刚臂与船艏的剧烈碰撞,产生远超设计值的系泊力极大值。

(6)吃水的增加引起的船舶的运动响应与系泊力的增加不大。

AQWA和HARP在TLP整体性能分析中的应用对比

AQWA和HARP在TLP整体性能分析中的应用对比

AQWA和HARP在TLP整体性能分析中的应用对比高静坤;梁园华;刘浩;韦斯俊;杨清峡【摘要】利用水动力分析软件AQWA和HARP分别对中国南海水深400 m左右的某潜在开发油田拟采用的张力腿平台进行波浪绕射/辐射、静态偏移和自由衰减分析,与模型试验结果进行对比结果表明,AQWA和HARP都能用于张力腿平台的波浪绕射/辐射分析、静态偏移和自由衰减分析,但是在进行时域动态耦合分析时,HARP软件对于二阶波浪载荷的预报比AQWA软件更为准确.%A global performance of tension leg platform (TLP), which is potentially applied in China South sea, was analyzed by using hydrodynamic analysis software AQWA and HARP.The analysis on wave diffraction and radiation, static offset and free decay was performed by using these two software and the results were compared to the model test results.Coupled dynamic analysis in time domain was performed to predict the TLP motion in 1000-years sea state.The results showed that AQWA and HARP can both be used in analysis on wave diffraction and radiation, static offset and free decay of TLP, while HARP is more suitable in coupled dynamic analysis for TLP in time domain than AQWA.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】5页(P156-160)【关键词】张力腿平台;整体性能分析;AQWA;HARP【作者】高静坤;梁园华;刘浩;韦斯俊;杨清峡【作者单位】中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518000;中国船级社海工技术中心,北京 100007;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518000;中国船级社海工技术中心,北京 100007;中国船级社海工技术中心,北京100007【正文语种】中文【中图分类】U674.38随着海洋油气开发不断向深水挺进,适用于深海的新型浮式平台逐渐成为深海油气开发的首选。

基于AQWA的波浪观测浮标随波性能分析与优化研究

基于AQWA的波浪观测浮标随波性能分析与优化研究

基于AQWA的波浪观测浮标随波性能分析与优化研究作者:朱玲胡金鹏来源:《广东造船》2018年第02期摘要:波浪观测浮标是一种现代化的海洋观测设施,随波性是反映其测量精度的一个重要参数。

本文将针对两种常见外观浮标的随波性能展开水动力学研究,本文采用水动力计算模型AQWA,结合典型的Green函数法求解了浮体结构的波浪力及相关水动力系数,并应用三维势流理论,基于单自由度运动方程,在频域内研究了自由浮标在规则波下的垂荡运动响应。

针对中国短周期波浪海况的特点,计算了15种不同形状、浮标重量、形状参量工况中浮标体垂荡响应RAOs。

水动力学计算结果表明:在外界环境载荷相同的条件下,平底柱形浮子1-3的随波性能较其它工况中浮子为好。

本文的研究方法也为海洋资料浮标的参数设计提供了良好的科学依据。

关键词:观测浮标;随波性;AQWA;水动力学;垂荡响应中图分类号:P731.22 文献标识码:AAbstract: Wave buoy is a modern ocean observation facility, and the flow ability is an important parameter to reflect the measurement accuracy. This article will focus on the study of hydrodynamics on flow ability of two common appearance buoy. By using the hydrodynamic calculation software AQWA, this article will study the heaving response of free buoy in regular wave under frequency domain, it combined with the typical Green function method for solving the wave force and the related hydrodynamic coefficients of floating structure, and it applied the three dimensional potential flow theory and based on the single degree of freedom motion equation. According to the features of short period wave in Chinese sea states, this paper will calculate the heaving response RAOs of 15 buoys on different shapes, weight and shape parameter. Hydrodynamics calculation results show that: under the same conditions in the environment load,the flow ability of flat cylindrical float 1-3 have better performance than other buoys in working condition. The research methods of this article has provide good scientific basis for the parameter design on ocean data buoy.Key words: Observation buoy; Flow ability; AQWA; Hydrodynamics; Heaving response1 前言随着世界海洋经济的迅猛发展,海洋环境数据的测量和收集对于人类探索和开发海洋资源显得日益重要,而基于自身无人值守的优点,各类海洋观测浮标被广泛应用于测量和收集海洋环境的数据资料。

AQWA在长周期波条件下航道水深设计中的应用

AQWA在长周期波条件下航道水深设计中的应用

0 引言非洲西海岸的贝宁湾属于受外海长周期涌浪作用的海岸,某项目拟在贝宁湾近岸建设一处拖轮专用码头,总平面布置方案为采用岛式防波堤形成掩护水域并利用天然水深满足船舶吃水。

因此,进港航道位置直接决定防波堤的规模,为控制投资,拖轮进港航道水深设计要经济且合理。

由于本项目进港航道处的平均波周期已达到15.78 s ,超越了《海港总体设计规范》[1]6.4.6.1条款中波浪富裕深度Z 2计算的适用范围(规范适用于平均波周期T <10 s 的情况,而当T >10 s 时,应对Z 2进行专门论证)。

因此,使用国内规范计算受限。

国际航运协会(以下称“PIANC ”)规范《Harbour Approach Channels-Design Guidelines 》[2]中规定对于计算波浪引起的船舶垂向运动可以采用4种方法,包括三角函数法、日本规范计算方法、西班牙规范ROM3.1的半概率设计方法、概率设计方法。

其中,概率设计法是将各项影响因素进行概率组合计算,并根据项目情况选取可接受的失效概率标准(如船舶触底),可实现最优化设计。

目前国内外许多商业软件在计算船舶的运动量时都采用这种方法。

AQWA 作为海洋工程浮体分析的一款商业化软件,可解决浮体在环境载荷作用下的运动响应、系泊定位以及波浪载荷传递等方面的问题。

对于在频域内的水动力分析可求解浮体的附加质量、附加阻尼、一阶波浪力和幅值响应算子等问题,可用于本文航道中拖轮的频域和时域仿真计算。

1 计算原理及方法浮体运动幅值响应算子(Response Amplitude Operators, RAO )是由波浪激励到浮体运动的传递函数,指浮体对应自AQWA 在长周期波条件下航道水深设计中的应用马 林,董焱赫(中交水运规划设计院有限公司,北京 100007)摘 要 :国内规范不能直接用于长周期波条件下的航道水深设计,需经专门论证。

以某外海工作船码头项目为例,采用AQWA 计算软件对进港航道中拖轮进行水动力性能分析,得到了长周期波不同入射角下的拖轮动力响应情况,并对船舶触底情况进行分析,对基于AQWA 概率设计方法的航道水深计算做了探索,得到了较经济合理的结果,可为长周期波海域的各类船舶进港航道设计提供参考和借鉴。

分析工具哪个比较好用(6款主流海工分析软件功能对比)

分析工具哪个比较好用(6款主流海工分析软件功能对比)

分析工具哪个比较好用(6款主流海工分析软件功能对比)本文重点介绍当前几款主要海工分析软件,并且分析海工软件的特点对比与发展趋势,希望对从事海洋工程设计工作的工程师学习和应用有所帮助!一、当前其他主流海工分析软件1、WAMITWAMIT(Wave Analysis MIT)是计算零航速浮式结构物与波浪相互作用的分析软件,由麻省理工学院的J.N Newman先生开发,于1987年首次推出。

1999年,C. H. Lee与Newman共同成立WAMIT公司。

WAMIT软件发展中比较重要的版本是2000年推出的WAMIT6.0及其升级版。

在该系列版本中WAMIT具备了高阶面源计算方法。

其高阶模块具备了不同周期、不同波浪来向作用下的二阶载荷波浪计算分析的能力。

WAMIT当前最新版本为7.0,该版本主要增加了并行运算功能。

WAMIT 自诞生以来逐渐成为浮体分析计算领域的标志性软件,其计算结果经常作为计算结果精度对比的参照物,足以证明WAMIT软件在业界所具有的广泛影响力和认可度。

当前,全世界共有超过100个机构、公司和研究院所在使用WAMIT。

WAMIT基本模块具备的计算功能包括:浮式结构物静水刚度、附加质量、辐射阻尼、波浪力(包括绕射力)、二阶定常波浪力。

WAMIT高阶模块计算功能包括:高阶面源法及考虑二阶速度势影响的二阶差频、和频载荷。

WAMIT在求解二阶差频、和频载荷时可以通过压力积分求解(同AQWA解法),也可以通过自由表面法(Free Surface)来进行计算。

相比而言,通过自由表面法得到的结果更精确,但是也付出更多的计算时间。

WAMIT还可以通过广义刚度法实现更广泛的计算分析,譬如多个结构物铰接、添加月池阻尼等。

另外,WAMIT可以考虑液舱晃荡的影响,其计算结果能够较好的反映出液舱共振运动对于整体运动性能的耦合影响。

WAMIT软件没有前处理功能,计算模型需要通过第三方软件建立。

运行完毕后,WAMIT会输出面元模型文件,但需要通过其他程序查看,如利用Tecplot。

海洋工程水动力学及aqwa应用

海洋工程水动力学及aqwa应用

海洋工程水动力学及aqwa应用1 简介海洋工程水动力学是研究海洋中液体运动规律和影响力的学科,它不仅仅是一个理论性的学科,也是一个应用性较强的学科。

在海洋工程领域中,水动力学研究工作的主要目标是研究海洋强度、流场、波浪、水下声信道等,以及海工结构与海洋环境的相互作用,以此为基础研究规划、设计、施工、运行、维护和维修等方面的问题。

AQWA 是由挪威DNVGL公司开发的专门用于海洋结构物流体动力学分析的软件,广泛适用于海洋油气平台、海底管线、风电机组、船舶和海洋测量等领域。

2 海洋工程水动力学的研究内容(1)海洋流动特性海水在海洋中的运动分为垂向流和水平流。

海洋流动的研究,既包括整体大尺度的海洋环流系统,也包括一些中、小尺度的局部流动现象。

其中,水平流主要为海浪和海流两大因素,而垂向流主要是温度和盐度的分布变化。

(2)海浪动力学海浪是海洋中的常见自然现象之一,其主要由风产生。

海浪对于海洋工程结构物产生的作用不容忽视,主要表现为浪力和浪荷载的影响,对于海洋工程的稳定性、强度和安全性有着重要的影响。

(3)海底土壤-结构物相互作用海底土壤和海洋结构物之间的相互作用涉及到水动力学流场、海底土壤力学、海洋结构物动力学和施工工艺等许多学科领域。

这种相互作用对于海洋工程结构物的修建、维护和使用都存在着重要的影响。

3 AQWA的使用AQWA软件是海洋工程水动力学分析的重要工具,它通过物理、数学仿真等方式,进行了更为全面、细致的分析,不仅可以直接获取各种结构物的运动、应力、负荷变化等参数,还可以预测结构物与水流、波浪、岸边以及海底土壤的相互作用过程。

它在海洋工程的规划和设计阶段能够给予科学的参考和帮助,使得海洋工程在建设和运营过程中更加稳定和舒适,同时大大提高了海洋工程的经济效益和环境效益。

4 总结随着科技的不断发展和进步,人们对于海洋工程水动力学的研究内容和深度也在不断扩展。

海洋工程水动力学是研究海洋工程及其环境相互作用的重要学科,也是海洋能力的重要组成部分。

基于AQWA的大型游船码头系泊水动力性能分析

基于AQWA的大型游船码头系泊水动力性能分析

基于AQWA的大型游船码头系泊水动力性能分析作者:雷林刘添宇袁培银刘俊良来源:《中国水运》2017年第05期摘要:随着世界经济的不断发展,航行船舶增加,大型船舶码头系泊的安全性越来越受到人们关注。

本文基于三维势流理论,运用ANSYS软件AQWA模块,对码头系泊时大型游船进行频域分析和时域分析,得到一系列参数和运动规律。

研究结果和研究方法可为同类船舶码头系泊提供参考。

关键词:AQWA;码头系泊;频域分析;时域分析中图分类号:U656.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2017)05-0041-04随着世界经济的不断发展,人们收入的不断增加,海上旅游业不断兴旺,旅游船队的规模不断地增大,内河与海上的旅游观光人数越来越多,乃至到现在,海上旅游已经成为了欧洲以及亚洲人的一种时尚。

在豪华游轮发展的同时,其系泊系统在安全中占据了比较重要的一部分,豪华游轮的系泊系统是船舶停靠和港口设计需要考虑的重要问题之一。

国内对于船舶码头系泊的研究相对较晚,始于20世纪年代90后期,主要采用了物理模型试验、数值模拟的方法对影响船舶系缆力的海洋动力因素、船舶因素进行了相关研究。

本文应用多体水动力学软件 AQWA,针对码头与大型游船组成的靠帮系泊系统,基于三维势流理论,在考虑船和码头间水动力相互作用的情况下,计算靠帮系泊时船舶所受到的波浪载荷,并与不考虑船和码头水动力相互作用的计算结果进行对比分析。

1 计算流程及理论基础本文采用ANSYS中的AQWA模块进行计算,首先通过ANSYS软件进行建模,然后生成DAT文件,导入AQWA中进行水动力分析。

2 大型游船码头系泊系统模型2.1 大型游船主尺度参数码头系泊游船的主尺度参数如表1所示。

码头的主尺度参数如表2所示。

根据游船船型值建立船体和码头面域模型并划分网格,船舶及码头示意图如图1所示。

2.2 码头系泊缆及护舷布置本文研究的对象游船码头系泊共有8根系缆绳,其中船艏缆和船尾缆各两根,船中横缆四根交叉进行系泊。

基于AQWA的游艇耐波性数值模拟

基于AQWA的游艇耐波性数值模拟

基于AQWA的游艇耐波性数值模拟吕鸿冠;黄技;黄斯慧【摘要】舒适性是游艇设计者最关注的性能之一,而游艇在环境载荷作用下的横摇、纵摇及垂荡运动响应直接影响到游艇的稳定性和舒适性.对此,利用海洋工程水动力计算软件AQWA对一款小型游艇的相关数据进行计算,得到环境载荷作用下游艇各自由度的运动响应.分析结果表明,该游艇的运动响应幅值稳定在合理的范围内,基本能满足日常的使用要求.【期刊名称】《上海船舶运输科学研究所学报》【年(卷),期】2016(039)004【总页数】5页(P22-25,48)【关键词】游艇;运动响应;边界元法;AQWA软件【作者】吕鸿冠;黄技;黄斯慧【作者单位】广东海洋大学海洋工程学院,广东湛江524088;广东海洋大学海洋工程学院,广东湛江524088;广东海洋大学海洋工程学院,广东湛江524088【正文语种】中文【中图分类】U662.3游艇以娱乐、居家及商务为主要功能的定位,决定了设计游艇时对其耐波性的研究更倾向于保证其在风浪流联合作用下的稳定性,即将其各自由度的运动响应幅值控制在合理的范围内。

目前对游艇舒适性的设计大多依靠工程经验来判断,或利用已有的经验公式进行计算。

但是,游艇本身具有很强的定制性,即游艇的型线与传统船舶的型线有很大区别,这导致经验公式中很多系数的取值并不满足游艇的实际情况,计算结果往往存在较大的误差。

边界元法(Boundary Element Method, BEM)是一种出现在有限元法(Finite Element Method, FEM)和有限体积法(Finite Volume Method, FVM)之后的数值计算方法,其相对其他算法的最大优点是精度高、便于处理无限域问题。

目前边界元法在海洋工程计算中的应用已有一定的沉淀和发展,但大多集中在海洋平台动力响应分析领域和舰船噪声计算领域,对传统船型及游艇的计算相对较少。

胡毅等利用AQWA软件对大型液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船码头系泊进行研究,得到特定条件下LNG 船系泊状态的总体响应。

aqwa-line 静水弯矩

aqwa-line 静水弯矩

aqwa-line 静水弯矩
"aqwa-line"是一个用于进行海洋工程和船舶设计中的水动力学分析的软件。

它被用来模拟船舶或海洋结构在静水中的性能,包括静水弯矩。

静水弯矩是指船舶或海洋结构在静水中受到的力矩,它是由水流、浮力和重力等因素共同作用引起的。

在使用aqwa-line 进行静水弯矩分析时,会考虑到结构的形状、尺寸、浸没深度等因素,并通过数值模拟和计算来得出相应的结果。

静水弯矩的分析对于船舶和海洋工程设计至关重要,它可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。

通过了解静水弯矩的大小和作用方向,工程师可以进行结构设计的优化和改进,以确保船舶或海洋结构在静水中具有良好的稳定性和可靠性。

在使用aqwa-line进行静水弯矩分析时,工程师需要输入结构的几何参数、流体的性质以及其他相关的环境条件。

软件会根据这些输入参数进行计算,并生成相应的静水弯矩分析报告,展示结构在静水中的受力情况和性能表现。

总之,静水弯矩是船舶和海洋结构在静水中受到的力矩,而aqwa-line是一个用于进行水动力学分析的软件,可以帮助工程师
进行静水弯矩分析并优化结构设计。

这种分析对于确保船舶和海洋工程的稳定性和安全性至关重要。

基于AQWA的半潜式平台水动力分析及系泊性能计算分析

基于AQWA的半潜式平台水动力分析及系泊性能计算分析

第42卷第3期2013年06月船海工程SHIP &OCEAN ENGINEERING Vol.42No.3Jun.2013DOI :10.3963/j.issn.1671-7953.2013.03.011基于AQWA 的半潜式平台水动力分析及系泊性能计算分析陈鹏1,马骏2,黄进浩1,李艳青1,薛庆雨1(1.中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082;2大连理工大学,辽宁大连116024)摘要:应用水动力计算软件AQWA ,考虑随机波浪载荷及风、流载荷的作用,并考虑系泊缆的非线性动态特性和平台与系泊缆之间的相互影响,对第六代深水半潜式钻井平台水动力性能及极端工况的系泊性能进行数值计算。

结果表明,平台在高频区域内运动性能表现良好,响应幅值很小;当环境力方向为60ʎ时,平台的系泊缆张力和水平偏移最大,因而在设计系泊方案时要引起注意。

关键词:半潜式平台;时域耦合;系泊系统;AQWA 中图分类号:U674.38文献标志码:A文章编号:1671-7953(2013)03-0044-04收稿日期:2012-09-12修回日期:2012-09-21第一作者简介:陈鹏(1986-),男,硕士,工程师研究方向:海洋工程结构优化及概念设计E-mail :chenpeng@mail.dlut.edu.cn半潜式平台因为具有相对总投资小,甲板空间和甲板可变载荷大,抗风浪能力强,适应水深范围广,作业功能全面等优点,在深水油气开发中得到广泛应用。

半潜式平台长期处于恶劣的海洋环境中,为保证平台的正常作业以及自存状态的安全性,准确确定其在海洋环境载荷作用下的运动响应及其系泊缆张力响应十分重要。

系泊系统定位主要有两种方式,悬链线系泊系统和张紧式系泊系统,目前张紧式系泊系统对于半潜式平台是最常用的系泊方式[1]。

随着水深的增加,系泊缆的质量和阻尼对系泊系统的影响变大,平台自身的运动也进一步影响到系泊缆的质量和阻尼。

因此,考虑平台与系泊系统之间的耦合作用更加合理[2-4]。

基于aqwa的游艇水动力分析方法

基于aqwa的游艇水动力分析方法

基于aqwa的游艇水动力分析方法基于aqwa的游艇水动力分析方法基于AQWA的游艇水动力分析方法-机械制造论文基于AQWA的游艇水动力分析方法撰文/ 广东海洋大学工程学院黄斯慧吕鸿冠黄技李志安利用海洋工程水动力分析软件AQWA,在线性波浪条件下对一艘游艇进行水动力分析,得到该游艇在不同海浪入射方向上的转动力矩及船体外板应力的时域变化规律,为游艇的前期设计及建造过程提供一种思路。

一、引言游艇是一种新型的高级水上娱乐消费品,它集日常居家、海上观光和休闲娱乐等功能于一身,满足个人及家庭享受生活的需要。

我国的游艇产业发展只有十几年,相对欧美等发达国家,我国的游艇建造技术仍然处于相对落后的阶段。

但是,随着我国经济的迅猛发展,游艇产业形势日益乐观,特别是对于富裕阶层的消费者,游艇已经成为必不可少的娱乐消费品。

由于游艇是一种较新的海上航行器,目前大部分船舶建造规范仍然不涉及游艇领域。

直到近几年,中国船级社CSS 颁布了《游艇入级与建造规范》等文件,才让游艇的建造过程相对规范化。

但是,由于游艇结构的特殊性及功能的定制性,当面对广大消费者的独特设计需求时,游艇的结构强度与航行性能一直困扰着游艇工程师。

因此,寻找一种新的计算游艇水动力性能的方法对我国的游艇产业的发展及游艇的安全性能有巨大的现实意义。

二、AQWA 简介AQWA 是一款海洋工程水动力性能的计算软件,在日常的生产设计中,AQWA 主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析的需求。

AQWA 的分析范围从桅、桁到FPSOs,从TLPs 到半潜水系统,从停泊系统到救生系统,从渔船到大型船舶以及结构与流体间交互作用。

AQWA 的计算模块覆盖流体分析的全部范围:AQWA-LINE 主要用于分析流体的衍射、辐射(包括浅水效应);AQWA-FER 主要用于分析具有随机波的频域;AQWA-DRIFT 主要用于分析具有随机波(包括慢漂流)的时域;AQWA-NAUT 主要用于分析具有宽大波的非线性时域;AQWA-LIBRIUM 主要用于分析包括停泊线的静动稳定性。

基于AQWA的系泊参数对单浮体动力响应的影响

基于AQWA的系泊参数对单浮体动力响应的影响

角度考虑,建议该系泊浮体的安全投锚距离应大
于 40 m.
3.3锚链预张力对系泊系统的影响
为了研究锚链预张力对系泊系统的影响,选取
水平投锚距离为60 m,锚链拉压刚度为8X107 N,
分别对锚链预张力为0. 5X104〜3X104 N,波浪
入射角为0。〜90。的情况进行研究.计算得到桥节
动最大响 幅 及 张 最大 的 计
国内外学者针对系泊浮体的水动力响应展开 了大量深入的研究.Ghafari等山对比研究了系泊 锚链上的浮标尺寸、位置和数量参数对半潜式平 台动力响应的影响.Giorgi等2针对系泊锚链参 数对波能转换装置共振性能的影响展开了研究. Xu等3利用NSGA-I算法对浅水区域的船舶系 泊系统进行了多目标优化分析,并通过案例验证 了该方法可适用于更高精度的设计需求. Cui 等4针对内孤立波作用下圆柱形浮式结构的系泊 张力响应及运动响应开展了相关研究.Chen等5 基于三维势流理论水动力分析软件(advanced quantitative wave analysis, AQWA)研究了波幅、
第45卷 第3期 2021年6月
武汉理工大学学报(交通科学与工程版) Journalof Wuhan UniversityofTechnology
(Transportation Science & Engineering)
Vol45 No3 Jun 2021
基于AQWA的系泊参数对单浮体动力响应的影响
静水中纵摇衰减曲线
图4桥节自由状态衰减曲线及试验对比
由图4可知,本文采用的修正方法可以较为 准确的模拟浮体在静水中的衰减频率特性,因此 可用于后续的时域计算分析. 3.2投锚距离对系泊系统的影响
为考虑投锚距离对系泊系统的影响,固定锚 链拉压刚度为8X107 N,锚链预张力为3X104 N,改变锚链水平投锚距离为40〜120 m,波浪入 射角为0°〜90°,计算得到桥节运动最大响应幅值 及锚链张力最大值的统计结果见图5.由于纵向 浪!=0。)作用下桥节的横荡、横摇和艄摇值及横 向浪!=90。)作用下桥节的纵荡、纵摇和艄摇值 的变化均较小,本节及后续分析中不再对其讨论.

基于AQWA的大型浮船坞系泊水动力分析及优化

基于AQWA的大型浮船坞系泊水动力分析及优化

基于AQWA的大型浮船坞系泊水动力分析及优化随着船厂业务的拓展,浮船坞拥有了越来越多的市场需求。

浮船坞不止可以用于一般船舶的检验修理,还用于新造船舶的接船下水以及海工改装。

系泊系统的设计决定着浮船坞锚机的选型、锚泊锭的型式、浮船坞的操作规程的编制,系泊系统设计是大型浮船坞设计的难点。

因此对浮船坞系泊进行水动力分析并总结规律,有很大的实际意义。

浮船坞的系泊分为抱桩式系泊和锚泊系泊,目前研究显示,对于内河浮船坞或者环境载荷较小的浮船坞一般采用抱桩系泊,对于大型浮船坞或承受环境载荷较大的浮船坞采用锚泊系泊。

目前对浮船坞没有相关规范参考,对浮船坞系泊的研究也很少,本文对浮船坞系泊进行水动力分析并总结规律进行优化,主要包含如下内容:1.利用Aqwa Hydrodynamic Diffraction模块对大型浮船坞进行不同浪向的频域分析。

得到运动响应幅值算子,并进行分析,总结浮船坞的运动规律。

为时域分析提供准备。

2.利用Aqwa Hydrodynamic Response模块的对大型浮船坞交叉式系泊进行了时域耦合分析,对比各个工况下的浮船坞位移、锚链张紧力、锚点上拔力等分析结果,找出最大位移、锚链张紧力和锚点上拔力发生的位置和工况,找出浮船坞系泊的问题并分析问题产生原因。

3.针对时域分析发现的问题,寻求适当措施进行优化改进,浮船坞位移、锚链张紧力、锚点上拔力等参数的优化效果,并总结方法和规律以提高浮船坞的系泊性能,用于指导浮船坞系泊系统的设计。

水压驱动缺点分析报告

水压驱动缺点分析报告

水压驱动缺点分析报告水压驱动技术作为一种新兴的能源驱动方式,尤其在工业领域得到了广泛应用。

它利用水的压力转化为机械运动能,具有一定的优势。

然而,水压驱动技术也存在一些缺点,本报告将对这些缺点进行分析。

首先,水压驱动技术的安全风险较高。

由于水的流动性和承载能力,一旦水压系统发生漏水、破裂或其他故障,有可能对设备、人员和环境造成严重伤害或污染。

尤其是在高压环境下,系统泄漏或爆炸的风险更加突出,需要采取严格的安全措施来防范潜在的危险。

其次,水压驱动技术的成本相对较高。

与其他传统的能源驱动方式相比,水压驱动系统的建设和维护成本较高。

首先,水压系统需要配备专门的设备和管道来保证压力的传输和控制,这需要投入大量的资金和资源。

其次,水压系统的维护和修复需要专业技术人员进行操作,维持其正常运行需要较高的人力成本。

此外,水压驱动技术的能效相对较低。

虽然水压驱动系统能够将水的压力转化为机械能,但在传输和转换的过程中会不可避免地有能量损失。

由于液体的特性,水压传输中会有能量损失,这意味着系统需要更多的能量输入才能实现相同的输出效果。

因此,水压驱动技术在能源利用效率上存在一定的局限性,需要进一步进行优化。

此外,水压驱动技术在一些特殊环境下存在适用性问题。

例如,在低温环境、高海拔地区或极端气候条件下,水压驱动系统的性能可能会受到影响。

这是因为水的物理特性在不同的环境条件下会发生变化,可能导致系统的可靠性和效率下降。

因此,在应用水压驱动技术时需要考虑环境因素的影响,并采取相应的措施来确保系统的正常运行。

综上所述,尽管水压驱动技术在能源转化方面具有某些优势,但也存在一些不可忽视的缺点。

通过全面评估其安全性、成本、能效和适用性等方面的因素,可以更好地把握水压驱动技术的应用前景,并制定相应的技术改进策略,以实现其可持续发展和应用推广。

潮流能发电平台的水动力特性的参数影响研究

潮流能发电平台的水动力特性的参数影响研究

潮流能发电平台的水动力特性的参数影响研究朱海峰;巫绪涛;曹猛猛【摘要】文章采用水动力分析软件AQWA对潮流能发电平台进行了研究,对平台有限元模型进行了简化,通过对比水动力参数的变化,确定了简化模型的可靠性;基于简化模型分别计算了发电平台在0°浪向作用时,不同水深及不同重心高度下的一阶波浪力、附加质量、辐射阻尼等水动力参数.结果表明:水深显著影响一阶波浪力的峰值大小,对附加质量和辐射阻尼影响较小;水深越浅,海底对波浪的反射作用越明显,平台受波浪冲击越大;重心高度的变化主要影响平台横摇和纵摇2个方向上的水动力参数,对其他方向影响很小.%The hydrodynamic characteristics of tidal power platform are studied by using the hydrody-namic calculation software AQWA .The finite element model of the platform issimplified ,and the re-liability of the simplified model is determined by comparing the changes of the hydrodynamic parame-ters .Based on the simplified model ,the first-order wave force ,radiation damping and added mass in different water depth or height of gravity center are calculated when the wave direction angle is 0 de-gree .The results show that the water depth significantly affects the peak value of first-order waveforce ,which has little effect on the added mass and radiationdamping .The more shallow the water depth ,the more obvious the reflection of the seafloor to the waves ,the greater the impact of the waves on the platform .The height of gravity center mainly influences the hydrodynamic characteris-tics of the platform in the direction of roll and pitch ,and has little effect on other directions .【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】5页(P817-821)【关键词】潮流能发电平台;水动力特性;AQWA软件;一阶波浪力;附加质量;辐射阻尼【作者】朱海峰;巫绪涛;曹猛猛【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TV139.260 引言随着世界经济的发展、全球人口的剧增,人类对能源的需求量持续增大。

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10、AQWA的后处理界面和功能还是很不错的,但是当用户想自己做一些后处理时,要取得AQWA的结果数据很不方便。要么写程序读它的LIS文件,要么用它的DLL程序接口调它的二进制数据文件。
1、AQWA LINE里有节点和单元个数的限制,这一点往往在比较大型的浮体项目和多体系统分析中形成很大限制。
2、AQWA的Articulation(也就是物体与物体间的各种铰接)定义不能有冗余,这样当两物体间有两个以上的铰接就无法考虑了。如果不关心铰上的力,我们发现这个问题可以通过把铰定义成刚度很大,且非常短的Line来解决。
水动力软件AQWA的一些应用局限或不足
来源:精准石油论坛 发布者:wavesurfer 发表日期:2009-04-09 浏览次数:725
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目前市面上除了WAMIT和HydroD两个频域分析软件,其他的包括了频域和时域分析,功能比较全面的水动力软件主要有AQWA、MOSES、HARP、和SESAM。本人工作中使用的是AQWA。通过一段时间的运用,有了些认识。这里主要跟大家聊一聊他的局限和不足,期望能引起大家的兴趣,结合其他几个软件的特点作一些深入技术探讨。当然,AQWA本身是非常优秀的软件。她的局限与不足并不能掩盖其诸多优点和强大功能。言归正传,我所知道的AQWA的缺陷有:
8、AQWA计算的剖面荷载不包括Morison单元的影响,这样浮体上有Truss结构时,其计算的剖面力就不怎么准确了。
9、AQWA里的Morison杆单元如果很长,它不会自动细分成很多的小段,这样就无法捕捉水流速度沿杆长的变化。有这种单元的时候,用户自己就要特别小心,要手动把单元分段以后再输给AQWA。
6、AQWA数据输入有很严格的格式限制,初学者难以掌握。即使有经验后,一半以上的错误也是因格式问题造成的。
7、AQWA在多体时,计算出来的DRIFT COEFFICIENT不正确,因为它的DRIFT COEEFICIENT计算用的是单个物体自由漂浮时的运动RAO,而没有考虑物体间的连接和锚链的影响。这种情况下,我们发现只能用WAMIT结果输给AQWA才能正确计算。
3、AQWA不能让用户自定义刚度矩阵和阻尼矩阵的满阵,这样物体间的机械相互作用就不能很方便的得到考虑。
4、AQWA里没有Tank的概念,所以无法做稳性,压舱水的Mass也要自己估算后用Point Mass来定义。
5、AQWA考虑风和流的作用时,需要用户自己算出单位速度平方的风力和流力系数,它自己并不能帮你算风和流的投影面积。
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