ANSYS AQWA进阶应用/ANSYS工程行业应用系列/万水ANSYS技术丛书

作者简介

高巍，男，本硕就读于天津大学船舶与海洋工程专业，资深海洋工程浮体工程师，长期从事海上浮式结构物设计、性能分析、系泊分析与安装分析工作，《ANSYS AQWA软件入门与提高》与《Bentley MOSES软件入门与应用》主编。 董璐，女，本硕就读于天津大学船舶与海洋工程专业，资深海洋工程结构工程师，长期从事海上固定结构物结构设计与分析工作，《ANSYS AQWA软件入门与提高》与《Bentley MOSES软件入门与应用》联合作者。

内容简介

贴近工程应用的ANSYS AQWA软件技能提高专业书籍 介绍了使用AQWA进行结构物海上拖航分析、软钢臂单点FPSO系泊分析、张力腿平台耦合运动分析等内容，对基本分析流程以及实用技巧进行了介绍。 详细介绍ANSYS AQWA软件高级拓展功能 对ANSYS AQWA软件的高级功能：外部函数（External Force）、波浪载荷传递、特殊插件AQWA AQL与AQWA Flow、驻波抑制单元VLID、考虑航速的水动力分析以及内部舱室水动力分析等内容进行了介绍。 附赠实例文件 本书附赠以上分析实例模型文件，包括输入数据等内容，便于读者学习研究。

书籍目录

前言

第1章 结构物拖航运输分析 1

1.1 基本分析内容和分析流程 1

1.2 输入数据和假设条件 2

1.2.1 设计环境条件 2

1.2.2 拖航货物信息 5

1.2.3 运输驳船信息与型线模型 6

1.3 重量分布计算 9

1.3.1 驳船舱室分布 9

1.3.2 重量分布计算 9

1.4 水动力分析 11

1.5 拖航阻力计算 15

1.6 频域运动分析 19

1.6.1 建立计算模型 19

1.6.2 运动幅值极值估计 21

1.6.3 AGS给出的极值对应的极值水平 23

1.6.4 运动加速度结果统计 24

1.6.5 货物载荷 26

1.7 总纵弯矩/剪力 28

1.8 经典AQWA小结 38

1.9 Workbench界面建模与计算 38

1.9.1 建立几何模型 38

1.9.2 水动力计算 45

1.9.3 环境载荷静力计算 47

1.9.4 频域运动分析 49

1.9.5 关于总纵弯矩/剪力计算 53

1.10 Workbench AQWA小结 53

练习 54

第2章 软钢臂单点系泊FPSO 55

2.1 输入数据和假设条件 55

2.1.1 目标FPSO船体信息 55

2.1.2 软钢臂系统信息 56

2.1.3 环境条件 57

2.1.4 环境条件方向组合 57

2.2 船体模型的建立与水动力试算 58

2.2.1 生成船体水动力计算模型 58

2.2.2 横摇阻尼修正 59

2.3 支座部件的建立 61

2.3.1 支座类型与组成 62

2.3.2 模型修改与平衡位置计算 66

2.4 水动力计算 69

2.4.1 二阶浅水效应 69

2.4.2 水动力计算 70

2.5 系泊与载荷计算 75

2.5.1 工况 75

2.5.2 主要输出结果 75

2.5.3 风流力系数 75

2.5.4 位移-恢复力曲线 81

2.5.5 耦合分析 83

2.5.6 结果整理 86

2.6 经典AQWA小结 93

2.7 Workbench界面建模与计算 93

2.7.1 几何模型 93

2.7.2 水动力计算设置 97

2.7.3 耦合计算模型设置 101

2.8 Workbench AQWA小结 110

练习 111

第3章 张力腿平台整体运动性能分析 112

3.1 基本分析内容和分析流程 112

3.2 输入数据和假设条件 113

3.3 船体模型的建立与张力腿系统等效刚度 115

3.4 水动力计算 123

3.4.1 建立面元模型 123

3.4.2 新建模型并重新读取水动力文件 125

3.4.3 流场波面关注点 128

3.5 水动力分析结果 129

3.5.1 运动RAO 129

3.5.2 平均漂移力 133

3.6 Tether单元命令解释 134

3.6.1 Tether单元的坐标系 134

3.6.2 Tether单元定义命令 135

3.7 静态分析 141

3.7.1 预张力平衡计算文件 141

3.7.2 环境条件作用下的平衡位置 142

3.7.3 静态重心下沉与张力腿平面
回复力曲线 144

3.8 时域耦合分析与分析结果 148

3.8.1 时域耦合分析模型文件 148

3.8.2 基本计算结果 149

3.9 甲板气隙 156

3.10 张力腿张力RAO 161

3.11 经典AQWA小结 163

3.12 Workbench界面的建模与计算 164

3.12.1 建立几何模型 164

3.12.2 水动力参数设置 170

3.12.3 耦合分析模型与静平衡计算 178

3.13 Workbench AQWA小结 184

练习 185

第4章 User Force 186

4.1 调用Fortran编译的dll文件 186

4.2 Fortran User Force代码形式 187

4.3 Fortran User Force示例 189

4.4 调用Python外部函数的流程 197

4.5 Python外部函数的主要功能 199

4.6 Python外部函数示例 200

第5章 波浪载荷传递 203

5.1 AQWA Wave波浪载荷传递 203

5.2 Workbench中的波浪载荷传递 213

第6章 AQL、Flow与批处理 219

6.1 AQL安装方法 219

6.2 AQL的基本命令和功能 222

6.3 AQL的报错信息 225

6.4 AQL的应用 226

6.5 AQL的局限性 228

6.6 AQWA Flow 228

6.7 AQWA的批处理运行 231

第7章 特殊功能 233

7.1 驻波抑制单元VLID 233

7.2 航速的影响 241

7.3 液舱晃荡 246

7.3.1 建立几何模型 246

7.3.2 水动力计算设置 248

7.3.3 结果分析对比 251

附录A 警告/报错信息与基本解决方式 256

附录B VLCC型值 261

附录C Workbench目前支持的AQWA功能 263

附录D 基本理论 265

D.1 质量-阻尼-弹簧系统 265

D1.1 无外界激励 265

D1.2 简谐激励 265

D1.3 动力响应主导载荷 266

D1.4 幅值响应算子RAO 267

D.2 六自由度运动方程 267

D.3 静水刚度 269

D.4 环境条件 269

D4.1 规则波 269

D4.2 不规则波 270

D4.3 流速 272

D4.4 风 272

D.5 波浪载荷的周期特征 274

D.6 波频运动与极值推断 275

D.7 低频波浪载荷 276

D.8 高频波浪载荷 278

D.9 总纵弯矩/剪力 279