ANSYS AQWA基礎(chǔ)培訓(xùn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1ANSYS AQWA基礎(chǔ)培訓(xùn)基礎(chǔ)培訓(xùn)第1頁/共154頁重要第2頁/共154頁第3頁/共154頁LIBRIUMFERNAUTDRIFTLINE模塊之間相互關(guān)系模塊之間相互關(guān)系WAVEASAS(FE model) 波浪力波浪力通過通過wave傳遞波浪力傳遞波浪力頻域分析法頻域分析法時域分析法時域分析法運(yùn)動響應(yīng)運(yùn)動響應(yīng)變形響應(yīng)變形響應(yīng)第4頁/共154頁AQWA模塊介紹LIBRIUMWAVEASAS(FE model) 模塊之間相互關(guān)系模塊之間相互關(guān)系A(chǔ)NSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY1第5頁/共154頁AQWA模塊介紹流程LIBRIUMWAVEASAS

2、(FE model) ANSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY3&DAY4DAY2第6頁/共154頁第7頁/共154頁第8頁/共154頁Moored TankerSemi Sub典型典型AQWA 模型模型第9頁/共154頁TransportationFPSOSparShip in channel典型典型AQWA模型模型第10頁/共154頁ANSYS-to-AQWA 界面界面第11頁/共154頁AGS 型線網(wǎng)格生成型線網(wǎng)格生成第12頁/共154頁Force & Response CurvesShear Force & Bending Mo

3、mentAGS 后處理工具后處理工具第13頁/共154頁P(yáng)ressure contourWave surface contour船體周圍浪的變化形式。Diffracted wave surface勢表面以下的壓力變化AGS 后處理后處理第14頁/共154頁第15頁/共154頁0zyW.L.x第16頁/共154頁X axisWave direction (or current, wind)positive angle入射波波角Y第17頁/共154頁yxvq第18頁/共154頁第19頁/共154頁第20頁/共154頁第21頁/共154頁第22頁/共154頁第23頁/共154頁第24頁/共154頁第

4、25頁/共154頁第26頁/共154頁第27頁/共154頁第28頁/共154頁DVVCCXFda5 . 0)1 (.第29頁/共154頁Fluid forceHydrodynamicHydrostaticFixed structure in wavesAmbient pressure (incident wave or Froude-Krylov force)Effect of structure on waves (Diffraction)Moving structure in still water (Radiation force)In-phase (Added Mass)Out-of-

5、phase(Radiation damping)F()K.xMa().xC().x第30頁/共154頁第31頁/共154頁第32頁/共154頁)(02V0).(nVs第33頁/共154頁02gzwatershallowforbedseadzatzwaterdeepforzwhen)(00第34頁/共154頁potentialorder 2nd.Momentum.onAccelerati).(BegralWaterline)cos(.000)2(.214141)(SjisjiSjiSWLjijiijdSntXgRMdSntXdSndlngP)(ijQ 同上表達(dá)式同上表達(dá)式

6、第35頁/共154頁tp第36頁/共154頁第37頁/共154頁SdpdSVVdtVSdpdVdtdFRRRSnSnSnstrc)2(第38頁/共154頁.0202)2(.).(5.05.0gsSSWLrstrcXRMdSntXdSndlngF第39頁/共154頁第40頁/共154頁第41頁/共154頁第42頁/共154頁第43頁/共154頁第44頁/共154頁第45頁/共154頁第46頁/共154頁第47頁/共154頁第48頁/共154頁第49頁/共154頁第50頁/共154頁第51頁/共154頁第52頁/共154頁第53頁/共154頁第54頁/共154頁第55頁/共154頁JOB MESH

7、 LINETITLE MESH FROM LINES PLANS/SCALINGOPTIONS REST ENDRESTART 1 2 01 COOR 01 1 45.000 -45.000 0.000 01 2 22.500 -45.000 0.000 . . . 01 511 146.000 0.000 0.000 . . . END01 999 0.000 0.000 -10.620 02 ELM1 02SYMX 02QPPL DIFF 0 (1)( 1)( 2)( 12)( 11) . . . . 02QPPL 0 (1)( 1)( 101)( 103)( 3) . . . . END

8、02PMAS 0 (1)( 999)( 1)( 1) 02 FINIDeck 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：只對表面單元有效。如果有其它單元，要建立整體模型單元。第56頁/共154頁013307 168.643 20.426 10.014Nod50199999 168.643 20.426 10.014第57頁/共154頁 03 MATE END03 1 3.32100E8 0.000000 0.000000 04 GEOM END0

9、4PMAS 1 3.6253E11 0.000000 0.000000 3.4199E11 0.000000 3.5991E11 05 GLOB 05DPTH 250.0 05DENS 1025.0 END05ACCG 9.806 06 FDR1 06FREQ 1 6 0.10472 0.15708 0.25133 0.41888 0.52360 0.59840 END06DIRN 1 3 0.00 45.00 90.00 07 WFS1 END07ZCGE -10.6200 08 NONEDeck 5: 定義分析單位制全局變量 see App. A定義波浪入射角度（度）和頻率, 升階Deck

10、 3: 定義材料參數(shù)定義重心位置相對水線面位置第58頁/共154頁第59頁/共154頁第60頁/共154頁第61頁/共154頁第62頁/共154頁Deck Header (compulsory)Depth, G, (water): UNITSAQWA stage1介紹第63頁/共154頁第64頁/共154頁第65頁/共154頁碟形單元碟形單元第66頁/共154頁AQWA stage2介紹第67頁/共154頁第68頁/共154頁第69頁/共154頁第70頁/共154頁第71頁/共154頁第72頁/共154頁Wave surface contour plotsNote: LDOP card in

11、ALTANK2.dat file run AGS (1) double click AGS icon on screen; (2) File Open to input ALTANK2.res file; (3) Plots to show the model; (4) Wave Contours to show or calculate wave contour if not existing; (5) choose required waves (dir. freq. in Wave Surface Contours window); (6) Tick Cycle to animate;

12、(7) Point Cursor to a specified location to show the digital value at that point.第73頁/共154頁第74頁/共154頁第75頁/共154頁 Diffracted Wave Surface輸出文件說明查看aqwaline.pdf第七章。Note: LDOP card in AL*.dat file run AGS (1) double click AGS icon on screen; (2) File Open to input AL*.res file; (3) Plots to show the model

13、; (4) Select (in Model Visualization window) Pressure Contours; (5) choose required waves (dir. freq. in Pressure Contours window) Time=t to animate; (6) View Angle (in Pressure Contours window) Choose view angle (in Contour View Angle window) (7) Option (in Pressure Contours window) Wave Amplitude

14、& Diffracted Wave Surface (in Hull Contours / Diffracted Wave Option window); (8) Select (in Model Visualization window) Sequence (9) Start Sequence (in Define Sequence window) Stop Sequence Record Every第76頁/共154頁第77頁/共154頁第78頁/共154頁Warnings in AQWA LINE runGeneral warnings requirements reasonNo

15、. of elements 12000solution timeNormals point out modelling conventionNo gapsforce balanceFacets cannot cut surface solution requirementDimensions KR good practice第79頁/共154頁Warnings in AQWA LINE runStage #1 checks (Geometric properties)Area ratio of adjacent elements , Element centres at least one f

16、acet radius apart 。單元中心距離大于。單元中心距離大于rjShape factor (scale for the regularity of panel) 0.2 warning 0.02 fatal errorNote: See AQWA-Course Appendix 3 for detail CsidelongestareaAR.2 arearf 第80頁/共154頁Warnings in AQWA LINE runStage #2 checks (hydrodynamic)Longest side G：重量加速度。：重量加速度。D：水深：水深決定最小頻率值決定最小頻率

17、值dg /*.050第81頁/共154頁第82頁/共154頁AQWA模塊介紹流程LIBRIUMWAVEASAS(FE model) ANSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY3&DAY4DAY2第83頁/共154頁第84頁/共154頁第85頁/共154頁第86頁/共154頁第87頁/共154頁第88頁/共154頁第89頁/共154頁第90頁/共154頁X axisWave direction (or current, wind)positive angle入射波波角第91頁/共154頁第92頁/共154頁第93頁/共154頁Ns1Nd3Nd1, Nd2N

18、d4Ns2第94頁/共154頁約束條件 (deck 12)第95頁/共154頁約束條件 (deck 12)JOB CON5 NAUT TITLE Articulated Structures OPTIONS REST END RESTART 1 5 01 COOR 01 1 0.0 0.0 0.0 01 11 1.0 0.0 0.0 01 12 0.0 1.0 0.0 01 993 80.0 +25.0 0.0 END01 994 286.0 0.0 -25.0 02 ELM1 02TUBE (1)(1)(2)(2)(4) 02TUBE (1)(2)(3)(2)(4) 02TUBE (1)(3

19、)(1)(2)(4) END02PMAS (1)(991)(9)(9) 02 ELM2 02TUBE (1)(2)(4)(2)(3) END02PMAS (1)(992)(9)(9) 02 ELM3 02TUBE (1)(3)(5)(2)(3) END02PMAS (1)(993)(9)(9) 02 ELM4 02TUBE (1)(6)(7)(2)(2) 02TUBE (1)(4)(61)(2)(4) 02TUBE (1)(5)(62)(2)(4) END02PMAS (1)(994)(1)(1) 02 FINI 第96頁/共154頁約束條件 (deck 12) 03 MATE 03 1 2.

20、86913E8 03 9 5.73827E5 03 2 332.10E-6 END03 3 332.10E-6 04 GEOM 04PMAS 1 3.6253E11 0.0 0.0 3.4199E11 0.0 3.5991E11 04TUBE 2 45.000 0.0001 04TUBE 0.75 1.0 04TUBE 3 12.500 0.0001 04TUBE 0.75 1.0 04TUBE 4 5.000 0.0001 04TUBE 0.75 1.0 END04PMAS 9 1.6253E07 0.0 0.0 1.4199E07 0.0 1.5991E07 05 GLOB 05DPTH

21、250.0 05DENS 1025.0 END05ACCG 9.806 06 NONE . . . . . . 12 CONS 12CCON 1.0E05 1.0E05 1.0E05 * ndof str1 node node node str2 node node node 12DCON 0 0 1 0 0 1 1 0 0 12DCON 0 1 2 0 0 2 2 0 0 12DCON 0 1 3 0 0 3 3 0 0 12DCON 1 2 4 41 0 4 4 42 0 END12DCON 1 3 5 51 0 4 5 52 0 . . . . . . 20 NONE Ball and

22、socketUniversal jointFrom St#0 to St#1第97頁/共154頁第98頁/共154頁第99頁/共154頁第100頁/共154頁第101頁/共154頁第102頁/共154頁第103頁/共154頁第104頁/共154頁第105頁/共154頁第106頁/共154頁第107頁/共154頁第108頁/共154頁第109頁/共154頁第110頁/共154頁第111頁/共154頁第112頁/共154頁第113頁/共154頁第114頁/共154頁第115頁/共154頁第116頁/共154頁第117頁/共154頁第118頁/共154頁)()(jjjjXFXKXX11K 系統(tǒng)剛度矩

23、陣系統(tǒng)剛度矩陣 F 力矩陣力矩陣程序迭代至程序迭代至 X=|Xj+1-Xj| 系統(tǒng)給定容差系統(tǒng)給定容差第119頁/共154頁填寫 RESTART card調(diào)用AQWA-LINE結(jié)果文件第120頁/共154頁第121頁/共154頁JOB TANK LIBRTITLE SINGLE TANKER WITH MOORINGOPTIONS REST PBIS ENDRESTART 4 5 ALTANK4 09 DRM1 09FIDA 1.0373E6 1.5702E7 1.0E12 1.0E15 1.0E15 2.2564E11 09FIDD 1.80E5 1.80E6 1.0E10 1.0E13 1

24、.0E13 1.00E10 END09YRDP 4 305 2500.0JOB card重啟動讀取line數(shù)據(jù)庫 Deck 9: Drift Motion Parameters (drift freq.) (drag, diagonal added mass/damping)讀風(fēng)和浪的阻尼系數(shù)第122頁/共154頁 10 HLD1 10WIFX 1 5 1.460E3 1.692E3 1.685E3 1.175E3 3.745E2 10WIFX 6 10 -3.427E2 -9.839E2 -1.520E3 -1.692E3 -1.794E3 . . . 10CUFX 1 5 0.505E5

25、0.572E5 0.532E5 0.344E5 0.172E5 . . . END10CURZ 6 10 0.808E7 0.220E8 0.191E8 0.103E8 0.00000 11 NONE 12 NONE 13 SPEC 13SPDN 315.0 13CURR 1.00 315.0 13WIND 25.00 315.0 END13PSMZ 0.3000 2.0000 4.000 8.000方向域?qū)?yīng)AQWA-LINE定義的方向 號Deck 11:envirn.; Deck 12:constraints; Deck13: spectrum第123頁/共154頁 14 MOOR 14L

26、INE 1 5001 0 6001 1.50E6 142.0 結(jié)構(gòu)1，節(jié)點(diǎn)5001，0固定點(diǎn)，6001，拉伸剛度，纜的長度需要初始剛度：即繩子的長度要比兩點(diǎn)的距離小，才能有初始剛度。 14LINE 1 5002 0 6002 1.50E6 142.0 14LINE 1 5003 0 6003 1.50E6 142.0 14LINE 1 5004 0 6004 1.50E6 142.0 END14 15 STRT 15POS1 100.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000船體初始位置 END 16 LMTS END16MXNI 200 17 NONE 18 NONE

27、19 NONE 20 NONE Deck 14: 纜索系統(tǒng)Deck 16: 迭代參數(shù)Deck 15初始位置第124頁/共154頁第125頁/共154頁q.666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211zzyyxxCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDragForce第126頁/共154頁AQWA LIBRIUM有用的選項(xiàng)STAT 只計(jì)算穩(wěn)性（只計(jì)算穩(wěn)性（static stability）DYNA只計(jì)算動穩(wěn)性（只計(jì)算動穩(wěn)性（dynamic stability）LS

28、TF 線性剛度，直接調(diào)用線性剛度，直接調(diào)用AQWA-LINE計(jì)算得到的水靜力剛度計(jì)算得到的水靜力剛度PBIS 每兩個積分步輸出一次數(shù)據(jù)每兩個積分步輸出一次數(shù)據(jù) (每個每個step輸出所有數(shù)據(jù)輸出所有數(shù)據(jù))In JOB card Deck 0In OPTIONS card Deck 0第127頁/共154頁Structure number in AL*1第128頁/共154頁Example 2: 修改浮體結(jié)構(gòu)的阻尼和剛度修改浮體結(jié)構(gòu)的阻尼和剛度 (1) 拷貝 ALTANK3.DAT 新文件命名為 ALTANK4.DAT; (2) 刪掉刪掉Deck 6中所有的波浪頻率和方向中所有的波浪頻率和方向

29、將這個卡片改為將這個卡片改為 06 FDR1 06FILE ALTANK2.HYD 06CSTR 1 END06CPDB (3) 增加新阻尼系數(shù)（加阻尼后用CRNM重新計(jì)算運(yùn)動狀態(tài) (CRNM option needed for RAO recalculation); 07 WFS1 07ZCGE 0.0000 END07FIDD 1.000E09 (4) 運(yùn)行l(wèi)ine求解器求解 ALTANK4.DAT (which takes a few seconds). 使用AGS對比下 ALTANK3 和 ALTANK4 中的RAOS值 (merging curves)New card to add

30、dampingstart from Column 51 for roll damping第129頁/共154頁第130頁/共154頁第131頁/共154頁第132頁/共154頁第133頁/共154頁第134頁/共154頁第135頁/共154頁第136頁/共154頁第137頁/共154頁)()(.tFtXMs第138頁/共154頁 Niiiiitxkatxz1cos),( equal areas第139頁/共154頁DRIFT 與NAUT對比 AQWA-DRIFT AQWA-NAUT基于二階波浪力，用攝動方法，認(rèn)為浪是小浪基于二階波浪力，用攝動方法，認(rèn)為浪是小浪只能計(jì)算隨機(jī)波只能計(jì)算隨機(jī)波 常規(guī)

31、波隨機(jī)波兼可常規(guī)波隨機(jī)波兼可線性水靜力剛度線性水靜力剛度 非線性水靜力非線性水靜力 /2階漂移力因子階漂移力因子 Froude-Krylov force2階階 incident wave忽略忽略2階項(xiàng)影響階項(xiàng)影響 (部分部分 2階效應(yīng)階效應(yīng))平均濕表面積平均濕表面積 Instantaneous wetted surface。第140頁/共154頁AQWA-DRIFT Example (ADTANK6)JOB TANK DRIF WFRQTITLE SINGLE TANKER WITH CABLE DYNAMIC OPTIONS REST PBIS CONV RDEP ENDRESTART 4

32、5 ABTANK6 09 DRM1 09FIDA 1.0373E6 1.5702E7 1.0E12 1.0E15 1.0E15 2.2564E11 09FIDD 1.80E5 1.80E6 1.0E10 1.0E13 1.0E13 1.00E10 END09YRDP 4 305 2500.0 10 HLD1 10WIFX 1 5 1.460E3 1.692E3 1.685E3 1.175E3 3.745E2. . . END10CURZ 6 10 0.808E7 0.220E8 0.191E8 0.103E8 0.00000 11 NONE 12 NONE 13 SPEC 13SPDN 315

33、.0 13CURR 1.00 315.0 13WIND 25.00 315.0 END13PSMZ 0.3000 2.0000 4.000 8.000 Job card for DRIFT runDrift & wave freq. motions每兩個積分步輸出一次每兩個積分步輸出一次數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Convolution approach for radiation force。卷積積分，計(jì)算結(jié)卷積積分，計(jì)算結(jié)果更精確。果更精確。第141頁/共154頁AQWA-DRIFT Example (ADTANK6) 14 MOOR 14COMP 20 30 3 490. 510. 14ECAT 1

34、50.00 0.010 6.0000E8 7.500E6 400.0 14ECAH 1.00 1.33 0.10 14ECAT 120.00 0.010 9.0000E8 7.500E6 500.0 14ECAT 170.00 0.010 6.0000E8 7.500E6 700.0 14NLID 1 5001 0 6001 14NLID 1 5002 0 6002 14NLID 1 5003 0 6003 END14NLID 1 5004 0 6004 15 NONE 16 TINT END16TIME 2000 0.5 17 NONE 18 PROP END18PREV 5 19 NONE

35、 20 NONE 定義時間步定義時間步定義輸出選項(xiàng)定義輸出選項(xiàng)第142頁/共154頁Drift有用的選項(xiàng)WFRQ包含波浪頻率（包含波浪頻率（wave frequency） (默認(rèn)只考慮默認(rèn)只考慮 Drift frequency)CONV卷積法卷積法MRAO運(yùn)動只使用運(yùn)動只使用RAOSTRAOTransient RAOs. Re-calculates forces based on RAOs.Allows RAOs to be used with ConvolutionPBIS 每兩個積分步輸出一次數(shù)據(jù)每兩個積分步輸出一次數(shù)據(jù)RDEP讀取平衡位置讀取平衡位置FQTF使用全使用全QTF 矩陣矩陣(

36、須須在在line中應(yīng)設(shè)置中應(yīng)設(shè)置CQTF)第143頁/共154頁AQWA-NAUT Example (ANTANK6)JOB TANK NAUT IRRETITLE SINGLE TANKER WITH CABLE DYNAMIC OPTIONS REST PBIS CONV RDEP ENDRESTART 4 5 ABTANK6 09 DRM1 . . . 16 TINT END16TIME 2000 0.5 17 NONE 18 PROP END18PREV 5 19 NONE 20 NONE Job card for NAUT run隨機(jī)波分析隨機(jī)波分析第144頁/共154頁AQWA NAUT有用的選項(xiàng)IRRE 隨機(jī)波分析隨機(jī)波分析 (強(qiáng)制使用卷積法強(qiáng)制使用卷積法)CONV使用卷積法使用卷積法LSTF線性剛度，直接調(diào)用線性剛度，直接調(diào)用AQWA-LINE計(jì)算得到的水靜力剛度計(jì)算得到的水靜力剛度RDEP