ANSYS AQWA基础培训PPT学习教案

1、会计学1ANSYS AQWA基础培训基础培训第1页/共154页重要第2页/共154页第3页/共154页LIBRIUMFERNAUTDRIFTLINE模块之间相互关系模块之间相互关系WAVEASAS(FE model) 波浪力波浪力通过通过wave传递波浪力传递波浪力频域分析法频域分析法时域分析法时域分析法运动响应运动响应变形响应变形响应第4页/共154页AQWA模块介绍LIBRIUMWAVEASAS(FE model) 模块之间相互关系模块之间相互关系ANSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY1第5页/共154页AQWA模块介绍流程LIBRIUMWAVEASAS

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

3、mentAGS 后处理工具后处理工具第13页/共154页Pressure contourWave surface contour船体周围浪的变化形式。Diffracted wave surface势表面以下的压力变化AGS 后处理后处理第14页/共154页第15页/共154页0zyW.L.x第16页/共154页X axisWave direction (or current, wind)positive angle入射波波角Y第17页/共154页yxvq第18页/共154页第19页/共154页第20页/共154页第21页/共154页第22页/共154页第23页/共154页第24页/共154页第

4、25页/共154页第26页/共154页第27页/共154页第28页/共154页DVVCCXFda5 . 0)1 (.第29页/共154页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页/共154页第31页/共154页第32页/共154页)(02V0).(nVs第33页/共154页02gzwatershallowforbedseadzatzwaterdeepforzwhen)(00第34页/共154页potentialorder 2nd.Momentum.onAccelerati).(BegralWaterline)cos(.000)2(.214141)(SjisjiSjiSWLjijiijdSntXgRMdSntXdSndlngP)(ijQ 同上表达式同上表达式

6、第35页/共154页tp第36页/共154页第37页/共154页SdpdSVVdtVSdpdVdtdFRRRSnSnSnstrc)2(第38页/共154页.0202)2(.).(5.05.0gsSSWLrstrcXRMdSntXdSndlngF第39页/共154页第40页/共154页第41页/共154页第42页/共154页第43页/共154页第44页/共154页第45页/共154页第46页/共154页第47页/共154页第48页/共154页第49页/共154页第50页/共154页第51页/共154页第52页/共154页第53页/共154页第54页/共154页第55页/共154页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: 节点坐标定义* 999 for PMAS node质量单元Deck 2: Element 定义分析段指定Symx：只对表面单元有效。如果有其它单元，要建立整体模型单元。第56页/共154页013307 168.643 20.426 10.014Nod50199999 168.643 20.426 10.014第57页/共154页 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: 定义分析单位制全局变量 see App. A定义波浪入射角度（度）和频率, 升阶Deck

10、 3: 定义材料参数定义重心位置相对水线面位置第58页/共154页第59页/共154页第60页/共154页第61页/共154页第62页/共154页Deck Header (compulsory)Depth, G, (water): UNITSAQWA stage1介绍第63页/共154页第64页/共154页第65页/共154页碟形单元碟形单元第66页/共154页AQWA stage2介绍第67页/共154页第68页/共154页第69页/共154页第70页/共154页第71页/共154页第72页/共154页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页/共154页第74页/共154页第75页/共154页 Diffracted Wave Surface输出文件说明查看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页/共154页第77页/共154页第78页/共154页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页/共154页Warnings in AQWA LINE runStage #1 checks (Geometric properties)Area ratio of adjacent elements , Element centres at least one f

16、acet radius apart 。单元中心距离大于。单元中心距离大于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页/共154页Warnings in AQWA LINE runStage #2 checks (hydrodynamic)Longest side G：重量加速度。：重量加速度。D：水深：水深决定最小频率值决定最小频率

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

18、d4Ns2第94页/共154页约束条件 (deck 12)第95页/共154页约束条件 (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页/共154页约束条件 (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页/共154页第98页/共154页第99页/共154页第100页/共154页第101页/共154页第102页/共154页第103页/共154页第104页/共154页第105页/共154页第106页/共154页第107页/共154页第108页/共154页第109页/共154页第110页/共154页第111页/共154页第112页/共154页第113页/共154页第114页/共154页第115页/共154页第116页/共154页第117页/共154页第118页/共154页)()(jjjjXFXKXX11K 系统刚度矩

23、阵系统刚度矩阵 F 力矩阵力矩阵程序迭代至程序迭代至 X=|Xj+1-Xj| 系统给定容差系统给定容差第119页/共154页填写 RESTART card调用AQWA-LINE结果文件第120页/共154页第121页/共154页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重启动读取line数据库 Deck 9: Drift Motion Parameters (drift freq.) (drag, diagonal added mass/damping)读风和浪的阻尼系数第122页/共154页 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方向域对应AQWA-LINE定义的方向 号Deck 11:envirn.; Deck 12:constraints; Deck13: spectrum第123页/共154页 14 MOOR 14L

26、INE 1 5001 0 6001 1.50E6 142.0 结构1，节点5001，0固定点，6001，拉伸刚度，缆的长度需要初始刚度：即绳子的长度要比两点的距离小，才能有初始刚度。 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船体初始位置 END 16 LMTS END16MXNI 200 17 NONE 18 NONE

27、19 NONE 20 NONE Deck 14: 缆索系统Deck 16: 迭代参数Deck 15初始位置第124页/共154页第125页/共154页q.666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211zzyyxxCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDragForce第126页/共154页AQWA LIBRIUM有用的选项STAT 只计算稳性（只计算稳性（static stability）DYNA只计算动稳性（只计算动稳性（dynamic stability）LS

28、TF 线性刚度，直接调用线性刚度，直接调用AQWA-LINE计算得到的水静力刚度计算得到的水静力刚度PBIS 每两个积分步输出一次数据每两个积分步输出一次数据 (每个每个step输出所有数据输出所有数据)In JOB card Deck 0In OPTIONS card Deck 0第127页/共154页Structure number in AL*1第128页/共154页Example 2: 修改浮体结构的阻尼和刚度修改浮体结构的阻尼和刚度 (1) 拷贝 ALTANK3.DAT 新文件命名为 ALTANK4.DAT; (2) 删掉删掉Deck 6中所有的波浪频率和方向中所有的波浪频率和方向

29、将这个卡片改为将这个卡片改为 06 FDR1 06FILE ALTANK2.HYD 06CSTR 1 END06CPDB (3) 增加新阻尼系数（加阻尼后用CRNM重新计算运动状态 (CRNM option needed for RAO recalculation); 07 WFS1 07ZCGE 0.0000 END07FIDD 1.000E09 (4) 运行line求解器求解 ALTANK4.DAT (which takes a few seconds). 使用AGS对比下 ALTANK3 和 ALTANK4 中的RAOS值 (merging curves)New card to add

30、dampingstart from Column 51 for roll damping第129页/共154页第130页/共154页第131页/共154页第132页/共154页第133页/共154页第134页/共154页第135页/共154页第136页/共154页第137页/共154页)()(.tFtXMs第138页/共154页 Niiiiitxkatxz1cos),( equal areas第139页/共154页DRIFT 与NAUT对比 AQWA-DRIFT AQWA-NAUT基于二阶波浪力，用摄动方法，认为浪是小浪基于二阶波浪力，用摄动方法，认为浪是小浪只能计算随机波只能计算随机波 常规

31、波随机波兼可常规波随机波兼可线性水静力刚度线性水静力刚度 非线性水静力非线性水静力 /2阶漂移力因子阶漂移力因子 Froude-Krylov force2阶阶 incident wave忽略忽略2阶项影响阶项影响 (部分部分 2阶效应阶效应)平均湿表面积平均湿表面积 Instantaneous wetted surface。第140页/共154页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每两个积分步输出一次每两个积分步输出一次数据数据Convolution approach for radiation force。卷积积分，计算结卷积积分，计算结果更精确。果更精确。第141页/共154页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 定义时间步定义时间步定义输出选项定义输出选项第142页/共154页Drift有用的选项WFRQ包含波浪频率（包含波浪频率（wave frequency） (默认只考虑默认只考虑 Drift frequency)CONV卷积法卷积法MRAO运动只使用运动只使用RAOSTRAOTransient RAOs. Re-calculates forces based on RAOs.Allows RAOs to be used with ConvolutionPBIS 每两个积分步输出一次数据每两个积分步输出一次数据RDEP读取平衡位置读取平衡位置FQTF使用全使用全QTF 矩阵矩阵(

36、须须在在line中应设置中应设置CQTF)第143页/共154页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随机波分析随机波分析第144页/共154页AQWA NAUT有用的选项IRRE 随机波分析随机波分析 (强制使用卷积法强制使用卷积法)CONV使用卷积法使用卷积法LSTF线性刚度，直接调用线性刚度，直接调用AQWA-LINE计算得到的水静力刚度计算得到的水静力刚度RDEP