ANSYS AQWA進階應用

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2018年1月，在中國水利水電出版社以及ANSYS公司的支持下，《ANSYS AQWA軟件入門與提高》一書出版，該書主要針對AQWA軟件進行介紹，并輔以一些例子來提高讀者對軟件的理解程度。而本書在《ANSYS AQWA軟件入門與提高》一書的基礎(chǔ)上，通過一些典型實例來介紹AQWA軟件的高級功能與應用。本書分為7章，主要內(nèi)容包括：

第1章：結(jié)構(gòu)物拖航運輸分析，主要內(nèi)容包括：基本分析內(nèi)容和分析流程、輸入數(shù)據(jù)、建模、水動力分析、頻域運動分析、總縱強度分析等。主要目的是使讀者了解使用AQWA進行頻域運動分析以及總縱強度計算的方法。

第2章：軟鋼臂單點系泊FPSO，主要內(nèi)容包括：輸入數(shù)據(jù)、水動力計算、鉸接模型的建立、系泊分析等。主要目的是通過本章內(nèi)容使讀者了解、熟悉支座部件的建模特點，了解使用AQWA進行軟鋼臂單點系泊FPSO的基本分析方法和流程。

第3章：張力腿平臺整體運動性能分析，主要內(nèi)容包括：基本分析內(nèi)容和分析流程、輸入數(shù)據(jù)、水動力分析、張力腿模型的建立、整體耦合分析等。主要目的是通過本章內(nèi)容使讀者了解、熟悉張力腿（Tether）部件的建模方法，了解使用AQWA進行張力腿平臺整體性能的基本方法和流程。

第4章：User Force，主要介紹使用Fortran編譯動態(tài)鏈接庫文件（dll）以及使用Python調(diào)用外部函數(shù)進行分析的方法、流程，并附簡單例子以幫助理解。

第5章：波浪載荷傳遞，主要介紹對使用AQWA Wave以及使用Workbench實現(xiàn)波浪載荷傳遞的流程和方法，并附簡單例子以幫助理解。

第6章：AQL、Flow與批處理，主要介紹使用AQWA AQL實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的方法和流程，對使用AQWA Flow進行流場關(guān)注點數(shù)據(jù)提取進行了介紹，對經(jīng)典AQWA以及Workbench AQWA的批處理進行了介紹。

第7章：特殊功能，主要介紹駐波抑制單元VLID的使用、考慮航速影響的水動力分析以及內(nèi)部艙室功能的應用。

附錄A中添加了目前已知的AQWA運行報錯信息與對應的解決方式建議，以供軟件使用者參考。附錄C中介紹了目前版本W(wǎng)orkbench對經(jīng)典AQWA功能的支持情況以供查詢使用。

希望通過本書能夠使剛剛接觸AQWA軟件的朋友們快速掌握軟件操作以及分析相關(guān)問題的基本流程和基本方法。

限于編者水平，本書難免出現(xiàn)錯誤與不當之處，懇請讀者提出寶貴意見，不吝賜教。

編 者

2020年8月

第1章 結(jié)構(gòu)物拖航運輸分析 1
1.1 基本分析內(nèi)容和分析流程 1
1.2 輸入數(shù)據(jù)和假設(shè)條件 2
1.2.1 設(shè)計環(huán)境條件 2
1.2.2 拖航貨物信息 5
1.2.3 運輸駁船信息與型線模型 6
1.3 重量分布計算 9
1.3.1 駁船艙室分布 9
1.3.2 重量分布計算 9
1.4 水動力分析 11
1.5 拖航阻力計算 15
1.6 頻域運動分析 19
1.6.1 建立計算模型 19
1.6.2 運動幅值極值估計 20
1.6.3 AGS給出的極值對應的極值水平 23
1.6.4 運動加速度結(jié)果統(tǒng)計 24
1.6.5 貨物載荷 25
1.7 總縱彎矩/剪力 28
1.8 經(jīng)典AQWA小結(jié) 37
1.9 Workbench界面建模與計算 38
1.9.1 建立幾何模型 38
1.9.2 水動力計算 44
1.9.3 環(huán)境載荷靜力計算 47
1.9.4 頻域運動分析 49
1.9.5 關(guān)于總縱彎矩/剪力計算 53
1.10 Workbench AQWA小結(jié) 53
練習 54
第2章 軟鋼臂單點系泊FPSO 55
2.1 輸入數(shù)據(jù)和假設(shè)條件 55
2.1.1 目標FPSO船體信息 55
2.1.2 軟鋼臂系統(tǒng)信息 56
2.1.3 環(huán)境條件 57
2.1.4 環(huán)境條件方向組合 57
2.2 船體模型的建立與水動力試算 58
2.2.1 生成船體水動力計算模型 58
2.2.2 橫搖阻尼修正 59
2.3 支座部件的建立 61
2.3.1 支座類型與組成 62
2.3.2 模型修改與平衡位置計算 66
2.4 水動力計算 69
2.4.1 二階淺水效應 69
2.4.2 水動力計算 70
2.5 系泊與載荷計算 74
2.5.1 工況 74
2.5.2 主要輸出結(jié)果 75
2.5.3 風流力系數(shù) 75
2.5.4 位移—恢復力曲線 80
2.5.5 耦合分析 82
2.5.6 結(jié)果整理 86
2.6 經(jīng)典AQWA小結(jié) 93
2.7 Workbench界面建模與計算 93
2.7.1 幾何模型 93
2.7.2 水動力計算設(shè)置 96
2.7.3 耦合計算模型設(shè)置 101
2.8 Workbench AQWA小結(jié) 109
練習 110
第3章 張力腿平臺整體運動性能分析 111
3.1 基本分析內(nèi)容和分析流程 111
3.2 輸入數(shù)據(jù)和假設(shè)條件 112
3.3 船體模型的建立與張力腿系統(tǒng)等效剛度 114
3.4 水動力計算 122
3.4.1 建立面元模型 122
3.4.2 新建模型并重新讀取水動力文件 124
3.4.3 流場波面關(guān)注點 127
3.5 水動力分析結(jié)果 128
3.5.1 運動RAO 128
3.5.2 平均漂移力 132
3.6 Tether單元命令解釋 133
3.6.1 Tether單元的坐標系 133
3.6.2 Tether單元定義命令 134
3.7 靜態(tài)分析 139
3.7.1 預張力平衡計算文件 139
3.7.2 環(huán)境條件作用下的平衡位置 141
3.7.3 靜態(tài)重心下沉與張力腿平面
回復力曲線 142
3.8 時域耦合分析與分析結(jié)果 147
3.8.1 時域耦合分析模型文件 147
3.8.2 基本計算結(jié)果 148
3.9 甲板氣隙 155
3.10 張力腿頂端張力RAO 159
3.11 經(jīng)典AQWA小結(jié) 162
3.12 Workbench界面的建模與計算 163
3.12.1 建立幾何模型 163
3.12.2 水動力參數(shù)設(shè)置 169
3.12.3 耦合分析模型與靜平衡計算 177
3.13 Workbench AQWA小結(jié) 183
練習 184
第4章 User Force 185
4.1 調(diào)用Fortran編譯的dll文件 185
4.2 Fortran User Force代碼形式 186
4.3 Fortran User Force示例 188
4.4 調(diào)用Python外部函數(shù)的流程 196
4.5 Python外部函數(shù)的主要功能 198
4.6 Python外部函數(shù)示例 199
第5章 波浪載荷傳遞 202
5.1 AQWA Wave波浪載荷傳遞 202
5.2 Workbench中的波浪載荷傳遞 212
第6章 AQL、Flow與批處理 218
6.1 AQL安裝方法 218
6.2 AQL的基本命令和功能 221
6.3 AQL的報錯信息 224
6.4 AQL的應用 225
6.5 AQL的局限性 227
6.6 AQWA Flow 227
6.7 AQWA的批處理運行 230
第7章 特殊功能 232
7.1 駐波抑制單元VLID 232
7.2 航速的影響 240
7.3 液艙晃蕩 245
7.3.1 建立幾何模型 245
7.3.2 水動力計算設(shè)置 247
7.3.3 結(jié)果分析對比 250
附錄A 警告/報錯信息與基本解決方式 255
附錄B VLCC型值 260
附錄C Workbench目前支持的AQWA功能 262
附錄D 基本理論 264
D.1 質(zhì)量—阻尼—彈簧系統(tǒng) 264
D.1.1 無外界激勵 264
D.1.2 簡諧激勵 264
D.1.3 動力響應主導載荷 265
D.1.4 幅值響應算子RAO 266
D.2 六自由度運動方程 266
D.3 靜水剛度 268
D.4 環(huán)境條件 268
D.4.1 規(guī)則波 268
D.4.2 不規(guī)則波 269
D.4.3 流速 271
D.4.4 風 271
D.5 波浪載荷的周期特征 273
D.6 波頻運動與極值推斷 274
D.7 低頻波浪載荷 275
D.8 高頻波浪載荷 277
D.9 總縱彎矩/剪力 278
參考文獻 281

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20. 高級辦公應用項目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開發(fā)項目實戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實戰(zhàn)寶典百問百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
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28. 高校學生工作探索與實踐 [郭亮 著]
29. 大學生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長沙市會展業(yè)發(fā)展報告 [主編 周棟良]