aqwa介绍_哈工程大学讲义
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AQWA
主要内容
基本功能介绍 理论背景 建模方法及分析过程 数据要求与准备 数据输出与结果显示 案例分析
AQWA
一 基本功能介绍
AQWA是全球权威的船舶与海洋工程商业软件之一，由ANSYS公 司研发。主要用于计算各种浮式结构水动力学特性和相关运动分 析，包括从桅、桁到FPSO，Spar，TLP，半潜平台，从民船到大型 军舰，从停泊系统到救生系统以及运输系统，等等。
AQWA
AQWA-LINE
AQWA-LINE 是用于计算浮体结构在规则波中响应问题的计算程 序，可以计算由波浪辐射/衍射引起的任意形状的浮体结构周围的 波浪力。 AQWA-LINE使用典型的格林函数方法求解浮体结构的波浪力，同 时，求得浮体的附加质量和辐射阻尼，浮体六个自由度方向上的 运动，相应的稳态波浪漂移力等 。 AQWA-LINE计算时考虑了浮体结构及临近的固体结构的水动力相 互影响。AQWA-LINE能够处理浅水效应，这时需考虑波浪力高阶 项。
AQWA
AQWA-LIBRIUM
AQWA-LIBRIUM 用于确定浮体系统的静态平衡位置，计算锚链 线张力和确定其在该位置的静动态稳定性，程序有三大功能： 1）找到静态平衡位置，计算锚链力，评估静态稳定性特征； 2）给出静态平衡位置，评估初动稳定特征； 3）给出静平衡位置，计算锚链力，评估静动态稳定性。
AQWA
AQWA-FER
AQWA-FER用于计算在随机波（谱）情况下，浮体结构的载荷和 运动响应的平均和有义值，在计算时候考虑了载荷和响应的一阶 和二阶项。 AQWA-FER通过重启动方式从AQWA-LINE数据文件中调用在不 同周期常规波情况下，各浮体结构的附加质量，辐射阻尼，衍射 力和漂移力。 AQWA-FER是在频域内计算浮体在指定位置的载荷和运动响应幅 值算子（RAOs），从而算出给定波浪谱条件下，浮体结构的最大 和有义线响应，同时通过海浪谱及漂移力数据可以计算得到浮体 结构的一阶和二阶波浪力。用同样方法，可以得到浮体结构的一 阶和二阶响应。
AQWA主要模块： 1）AQWA-LINE：包含衍射/ 辐射（包括浅水效应、有航速时）； 2）AQWA-LIBRIUM：包括系泊线的静动稳定性分析； 3）AQWA-FER：具有随机波的频域分析； 4）AQWA-DRIFT：具有随机波的时域耦合动态分析； 5）AQWA-NAUT：具有不规则波和规则波的时域非线性分析； 6）AQWA-AGS：强大的前后处理器，超级用户界面； 7）AQWA-WAVE：AQWA-LINE与ASAS、ANSYS间的连接程序。
1. 耐波性功能 全面的稳性分析功能：可以分析初稳性、大倾角稳性、不同迎 浪稳性、多体连接船舶的稳性，可以计算风倾覆力矩、浪倾覆 力矩以及船舶的回覆力矩，可以输出船舶在每个倾斜角度下的 具体数值，并得到以上力（力矩）关于船舶倾斜角的曲线。 任意水深，可以分析浅水效应； 自定义波浪的波幅，频率，方向； 支持多种方向，多频率波； 综合考虑外部环境载荷（风，浪，流）的影响； 浮体间通过铰接或停泊线连接所产生的相互作用力； 考虑船舶自重。
AQWA
可预报船舶六个自由度下的位移、速度和加速度，全面解决船 舶纵摇、横摇、升沉运动的预报，同时可以预报甲板上浪和螺 旋桨出水。 船舶纵摇，升沉运动幅值； 浮体升沉加速度和相对运动； 船舶纵向波浪力矩； 甲板上浪和螺旋桨出水； 可以同时定义多个波谱，程序会逐一计算； 考虑浮体间停泊线和铰接的影响,计算多浮体的
AQWA
2. 外力载荷动态链接库 AQWA 具有通过动态链接库施加力载荷历史的能力。这一特 点可使用户在“C++”或FORTRAN中产生自己的动态库来计算 结构基于时间、位置和速度的力。同时在每一时间步定义了质 量矩阵来模拟惯性力。计算可由最多100个整数参数和100个实 数参数来控制，这些参数可以由用户输入然后传递到外部力程 序。该功能可用于分析如下过程： 动态定位系统； 航向校正系统； 拖船提供的牵引力； 具有特殊性质的阻尼系统； 两船靠近时船体间或船与海床间的吸引力。
AQWA
AQWA-DRIFT
AQWA-DRIFT用于计算在随机波浪条件下，浮体结构包括多体的 载荷和运动时间历程。 AQWA-DRIFT调用AQWA-LINE结果文件的附加质量，辐射阻尼 和衍射力数据以及每个波长每个波浪方向上的漂移力，计算在给 定波浪谱条件下的运动响应。单个浮体可以以悬链线或是铰接的 方式跟其他浮体连接，可以定义任何方向的风浪载荷，可以模拟 各种浮体的掉头过程。 因为AQWA-DIRFT用于模拟比较长时间的慢漂运动以及短时间内 的“波浪频率“运动，AQWA-DIRT主要应用于覆盖很长周期的时 间历程分析。
AQWA
AQWA-WAVE
AQWA-WAVE是AQWA-LINE与ASAS、ANSYS间的联接程 序，对于给定的波的方向、周期和频率，它读取压力和运动形 式的结果，并且自动地作为压力和加速度应用到ASAS、 ANSYS有限元模型中，两种模拟间单元网格的差别由系统自 动插值解决。
AQWA
AQWA特色
AQWA
AQWA-NAUT
AQWA-NAUT类似于QWA-DRIFT，但它能够计算各种特定波浪 条件下（如规则波和不规则波），浮体结构的载荷和运动时间历 程。可以进行耦合/非耦合/半耦合分析。 AQWA-NAUT用于计算在特定波浪条件下，浮体结构的载荷和运 动时间历程，AQWA-NAUT调用AQWA-LINE数据文件中的每个 浮体结构的附加质量，辐射阻尼及绕射力，再考虑浮体结构间停 泊线和铰接的影响，计算浮体的运动响应。 AQWA-NAUT重新计算每个时间步长的水动力载荷的F-K部分， 计算时考虑浮体的湿表面面积的变化及吃水的变化（如：甲板边 缘湿表面）引起的非线性动力学效应。
AQWA
3. 浮体间的水动力学交互作用 AQWA可以考虑邻近结构间的水动力学相互作用。因为某一结 构的运动可能影响到另一结构的运动。结构可以铰结、由缆索 连接在一起，也可以相互独立无关。AQWA能够处理多达50个 互联的结构，一种典型的应用为屏蔽效应分析。
主要内容
基本功能介绍 理论背景 建模方法及分析过程 数据要求与准备 数据输出与结果显示 案例分析
AQWA
一 基本功能介绍
AQWA是全球权威的船舶与海洋工程商业软件之一，由ANSYS公 司研发。主要用于计算各种浮式结构水动力学特性和相关运动分 析，包括从桅、桁到FPSO，Spar，TLP，半潜平台，从民船到大型 军舰，从停泊系统到救生系统以及运输系统，等等。
AQWA
AQWA-LINE
AQWA-LINE 是用于计算浮体结构在规则波中响应问题的计算程 序，可以计算由波浪辐射/衍射引起的任意形状的浮体结构周围的 波浪力。 AQWA-LINE使用典型的格林函数方法求解浮体结构的波浪力，同 时，求得浮体的附加质量和辐射阻尼，浮体六个自由度方向上的 运动，相应的稳态波浪漂移力等 。 AQWA-LINE计算时考虑了浮体结构及临近的固体结构的水动力相 互影响。AQWA-LINE能够处理浅水效应，这时需考虑波浪力高阶 项。
AQWA
AQWA-LIBRIUM
AQWA-LIBRIUM 用于确定浮体系统的静态平衡位置，计算锚链 线张力和确定其在该位置的静动态稳定性，程序有三大功能： 1）找到静态平衡位置，计算锚链力，评估静态稳定性特征； 2）给出静态平衡位置，评估初动稳定特征； 3）给出静平衡位置，计算锚链力，评估静动态稳定性。
AQWA
AQWA-FER
AQWA-FER用于计算在随机波（谱）情况下，浮体结构的载荷和 运动响应的平均和有义值，在计算时候考虑了载荷和响应的一阶 和二阶项。 AQWA-FER通过重启动方式从AQWA-LINE数据文件中调用在不 同周期常规波情况下，各浮体结构的附加质量，辐射阻尼，衍射 力和漂移力。 AQWA-FER是在频域内计算浮体在指定位置的载荷和运动响应幅 值算子（RAOs），从而算出给定波浪谱条件下，浮体结构的最大 和有义线响应，同时通过海浪谱及漂移力数据可以计算得到浮体 结构的一阶和二阶波浪力。用同样方法，可以得到浮体结构的一 阶和二阶响应。
AQWA主要模块： 1）AQWA-LINE：包含衍射/ 辐射（包括浅水效应、有航速时）； 2）AQWA-LIBRIUM：包括系泊线的静动稳定性分析； 3）AQWA-FER：具有随机波的频域分析； 4）AQWA-DRIFT：具有随机波的时域耦合动态分析； 5）AQWA-NAUT：具有不规则波和规则波的时域非线性分析； 6）AQWA-AGS：强大的前后处理器，超级用户界面； 7）AQWA-WAVE：AQWA-LINE与ASAS、ANSYS间的连接程序。
1. 耐波性功能 全面的稳性分析功能：可以分析初稳性、大倾角稳性、不同迎 浪稳性、多体连接船舶的稳性，可以计算风倾覆力矩、浪倾覆 力矩以及船舶的回覆力矩，可以输出船舶在每个倾斜角度下的 具体数值，并得到以上力（力矩）关于船舶倾斜角的曲线。 任意水深，可以分析浅水效应； 自定义波浪的波幅，频率，方向； 支持多种方向，多频率波； 综合考虑外部环境载荷（风，浪，流）的影响； 浮体间通过铰接或停泊线连接所产生的相互作用力； 考虑船舶自重。
AQWA
可预报船舶六个自由度下的位移、速度和加速度，全面解决船 舶纵摇、横摇、升沉运动的预报，同时可以预报甲板上浪和螺 旋桨出水。 船舶纵摇，升沉运动幅值； 浮体升沉加速度和相对运动； 船舶纵向波浪力矩； 甲板上浪和螺旋桨出水； 可以同时定义多个波谱，程序会逐一计算； 考虑浮体间停泊线和铰接的影响,计算多浮体的
AQWA
2. 外力载荷动态链接库 AQWA 具有通过动态链接库施加力载荷历史的能力。这一特 点可使用户在“C++”或FORTRAN中产生自己的动态库来计算 结构基于时间、位置和速度的力。同时在每一时间步定义了质 量矩阵来模拟惯性力。计算可由最多100个整数参数和100个实 数参数来控制，这些参数可以由用户输入然后传递到外部力程 序。该功能可用于分析如下过程： 动态定位系统； 航向校正系统； 拖船提供的牵引力； 具有特殊性质的阻尼系统； 两船靠近时船体间或船与海床间的吸引力。
AQWA
AQWA-DRIFT
AQWA-DRIFT用于计算在随机波浪条件下，浮体结构包括多体的 载荷和运动时间历程。 AQWA-DRIFT调用AQWA-LINE结果文件的附加质量，辐射阻尼 和衍射力数据以及每个波长每个波浪方向上的漂移力，计算在给 定波浪谱条件下的运动响应。单个浮体可以以悬链线或是铰接的 方式跟其他浮体连接，可以定义任何方向的风浪载荷，可以模拟 各种浮体的掉头过程。 因为AQWA-DIRFT用于模拟比较长时间的慢漂运动以及短时间内 的“波浪频率“运动，AQWA-DIRT主要应用于覆盖很长周期的时 间历程分析。
AQWA
AQWA-WAVE
AQWA-WAVE是AQWA-LINE与ASAS、ANSYS间的联接程 序，对于给定的波的方向、周期和频率，它读取压力和运动形 式的结果，并且自动地作为压力和加速度应用到ASAS、 ANSYS有限元模型中，两种模拟间单元网格的差别由系统自 动插值解决。
AQWA
AQWA特色
AQWA
AQWA-NAUT
AQWA-NAUT类似于QWA-DRIFT，但它能够计算各种特定波浪 条件下（如规则波和不规则波），浮体结构的载荷和运动时间历 程。可以进行耦合/非耦合/半耦合分析。 AQWA-NAUT用于计算在特定波浪条件下，浮体结构的载荷和运 动时间历程，AQWA-NAUT调用AQWA-LINE数据文件中的每个 浮体结构的附加质量，辐射阻尼及绕射力，再考虑浮体结构间停 泊线和铰接的影响，计算浮体的运动响应。 AQWA-NAUT重新计算每个时间步长的水动力载荷的F-K部分， 计算时考虑浮体的湿表面面积的变化及吃水的变化（如：甲板边 缘湿表面）引起的非线性动力学效应。
AQWA
3. 浮体间的水动力学交互作用 AQWA可以考虑邻近结构间的水动力学相互作用。因为某一结 构的运动可能影响到另一结构的运动。结构可以铰结、由缆索 连接在一起，也可以相互独立无关。AQWA能够处理多达50个 互联的结构，一种典型的应用为屏蔽效应分析。