AQWA培训解读
合集下载
AQWA培训ppt课件
2019/3/13
1-9
添加标题 典型 AQWA 模型
Moored Tanker
Semi Sub
2019/3/13
1-10
添加标题 典型 AQWA模型
Spar Transportation
2019/3/13
FPSO
Ship in channel 1-11
添加标题 ANSYS-to-AQWA 界面
• AQWA全局坐标系：
它是固定参考轴系（Fixed Reference Axes ）: 原点在静水线面上 X方向：从船尾到船头 Y方向：在船舶宽度方向上。 Z方向：船吃水高度方向 NOTE:节点数15000，水下势表面单元8000
W.L.
0
2019/3/13
z y x
1-17
添加标题理论 AQWA
ANSYS AQWA/ASAS 基础培训一
2019/3/13
1-1
添加标题 基础培训二
• 1、AQWA 模块介绍
• 2、AQWA理论介绍 • 3、AQWA-LINE建模
• 4、AGS界面介绍之一
2019/3/13 1-2
添加标题 引言
• 海洋工程浮体波浪载荷计算的发展经历了一个从二维方法 到三维方法 ：
2019/3/13
1-8
添加标题模块介绍 AQWA
• AQWA－DRIFT：具有随机波包括慢漂流的时域，还包括耦合缆索动 力学，理论基础是二阶力，时域非线性。可以分析随机波的结构运动 已经悬链线拉力的时域非线性程序 • AQWA－GS(GRAPHIC SUPERVISOR): 图形用户界面，封装了1至 5模块 • AQWA－WAVE：是 AQWA-LINE和ASAS间的联接程序。对于给定 的波方向，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
ANSYS AQWA基础培训 PPT
1-13
AG添S加后标处题理工具
Force & Response Curves
Shear Force & Bending Moment
大家好
1-ontour 船体周围浪的变化形式。
Pressure contour
大家好
Diffracted wave surface 势表面以下的压力变化
W.L.
0
大家好
z
y x
1-17
A添Q加W标A题理论
• AQWA风浪流方向说明：
➢ 在AQWA风浪流的方向指的是其传播方向 ➢ 风浪流方向角是指风浪流传播方向与x轴逆时针方向的夹角 ➢ 在AQWA中定义风浪流方向只需输入方向角度（度）即可
Y
Wave direction (or current, wind)
difference (dt) from the time when the wave crest is at the CoG of the structure to the time when the parameter reaches its peak value. (dt= Φ*T/360, where T is the wave period).
大家好
1-9
典型添A加QW标A题模型
Moored Tanker
Semi Sub
大家好
1-10
典型添A加Q标WA题模型
Spar Transportation
FP大S家O好
Ship in chan1n-1e1l
AN添SY加S标-to题-AQWA 界面
大家好
1-12
添A加GS标型题线网格生成
大家好
EXCEL
AQWA 14.0 中文教程2_基础理论
Workbench HTR
Joints设置也需要先建立连接点，Joint类型有四种
- Ball& Socket 球形连接 - Universal 万向节 - Hinged 铰链 - Rigid 刚性绑定
Joint可以连接两个浮体，也可以连接一个浮体与一个固定点
局部轴线用来控制连接的方向 连接处可输入刚度、阻尼与摩擦
作业2.2 — ANSYS AQWA HTR
Workshop 2.2 — ANSYS AQWA Hydrodynamic Time Response
目标：
- 创建一个系泊系统，做一个时间历程分析
33
© 2012 Pera Corporation Ltd. All rights reserved.
19
© 2012 Pera Corporation Ltd. All rights reserved.
AQWA理论
运动方程
- 单位波幅下结构X方向的运动方程
- 这里Ms是结构的质量 - Ma是附加质量（与波浪频率有关） - B是阻尼（频率相关） - C是静水刚度 - F是波力（入射与衍射力）
20
22
Workbench HD
标准的Workbench工具栏
视图控制 选择过滤器 文件保存
AQWA特有工具栏
显示/隐藏单元边界
打开/关闭目标高亮 显示/隐藏海床和水面 求解
© 2012 Pera Corporation Ltd. All rights reserved.
23
Workbench HD
AQWA理论
衍射结构波浪力（采用壳单元建模）
- 入射力（Froude-Krylov 力）：来源于不均布的表面压力
各类型安全评价方法讲义
预先危险分析的主要目的
防止操作人员直接接触对人体有害的原材料、半成品、成品 和生产废弃物，防止使用危险性工艺、装置、工具和采用不安全 的技术路线。如果必须使用时，也应从工艺上或设备上采取安全 措施，以保证这些危险因素不致发展成为事故。一句话，把分析 工作做在行动之前，避免由于考虑不周造成损失。
应急管理部安全科学技术研究中心
可以根据规定的标准、规范和法规、检查遵守的情况， 提出准确的评价。
表的应用方式是有问有答，给人的印象深刻，能起到 安全教育的作用。表内还可注明改进措施的要求，隔 一段时间后重新检查改进情况。
简明易懂，容易掌握。
应急管理部安全科学技术研究中心
第25页
安全评价人员培训课程
安全检查表举例（气柜安全评价检查表）
应急管理部安全科学技术研究中心
第20页
安全评价人员培训课程
（1）安全检查（Safety Review, SR）
评价的结果内容：
• 偏离设计的工艺条件所引起的安全问题； • 偏离规定的操作规程所引起的安全问题； • 新发现的安全问题。
安全检查所需资料：
• 相关的法规和标准；
• 事故报告、未遂事故报告；
定性安全评价方法主要是根据经验和直观判断 能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和 管理等方面的状况进行定性的分析，安全评价的结果 是一些定性的指标，如是否达到了某项安全指标、事 故类别和导致事故发生的因素等。
应急管理部安全科学技术研究中心
第12页
安全评价人员培训课程
• 典型定性安全评价方法
序号
评价内容标准
评价标准
1 气柜各节及柜顶无泄漏。
一处泄漏扣 2 分
2
各节水封槽保持满水，水槽保持少 量溢流水。
NOSA安健环代表培训
定期开展培训
为了持续提高企业安全、健康和 环保管理水平，计划每年定期开 展NOSA安健环代表培训，不断 更新和深化代表们的知识和技能。
扩大培训规模
计划逐步扩大培训规模，吸引更多 来自全国各地的代表参加培训，提 高NOSA安健环的普及率和影响力。
增加培训内容
计划根据行业发展动态和企业实际 需求，不断丰富和更新培训内容， 如增加新的管理理念、技术手段和 实践案例等。
能力。
考试形式可以包括笔试、实操考 核和案例分析等，根据培训内容
和要求选择合适的考试形式。
考试内容应与培训内容紧密相关， 全面考察学员的知识和技能水平。
问卷调查
问卷调查是一种常用的培训效果评估 方法，通过问卷可以了解学员对培训 的满意度、收获以及对培训的建议和 意见。
及时收集和处理问卷反馈，对培训的 改进提供依据和建议。
问卷设计应简洁明了，问题涵盖培训 内容、教学方法、课程安排等方面， 以便全面了解学员对培训的感受和评 价。
反馈与进
反馈与改进是评估培训效果的必要环节，通过反馈和改进可以提高培训质量，提升 学员的学习效果。
及时收集学员的反馈意见和建议，对培训过程中存在的问题和不足进行深入分析， 找出原因并提出改进措施。
培训对象
01
NOSA安健环代表及相关管理人 员。
02
企业内对安全管理和环境保护工 作感兴趣的员工。
培训时间与地点
时间
为期3天，具体时间视企业安排而 定。
地点
企业内部培训中心或外部培训机 构提供的场地。
02 培训内容
NOSA安健环基本理念
总结词
理解NOSA安健环的核心价值观和原则，包括预防为主、以人为本、全员参与 和持续改进。
03 培训方式
为了持续提高企业安全、健康和 环保管理水平，计划每年定期开 展NOSA安健环代表培训，不断 更新和深化代表们的知识和技能。
扩大培训规模
计划逐步扩大培训规模，吸引更多 来自全国各地的代表参加培训，提 高NOSA安健环的普及率和影响力。
增加培训内容
计划根据行业发展动态和企业实际 需求，不断丰富和更新培训内容， 如增加新的管理理念、技术手段和 实践案例等。
能力。
考试形式可以包括笔试、实操考 核和案例分析等，根据培训内容
和要求选择合适的考试形式。
考试内容应与培训内容紧密相关， 全面考察学员的知识和技能水平。
问卷调查
问卷调查是一种常用的培训效果评估 方法，通过问卷可以了解学员对培训 的满意度、收获以及对培训的建议和 意见。
及时收集和处理问卷反馈，对培训的 改进提供依据和建议。
问卷设计应简洁明了，问题涵盖培训 内容、教学方法、课程安排等方面， 以便全面了解学员对培训的感受和评 价。
反馈与进
反馈与改进是评估培训效果的必要环节，通过反馈和改进可以提高培训质量，提升 学员的学习效果。
及时收集学员的反馈意见和建议，对培训过程中存在的问题和不足进行深入分析， 找出原因并提出改进措施。
培训对象
01
NOSA安健环代表及相关管理人 员。
02
企业内对安全管理和环境保护工 作感兴趣的员工。
培训时间与地点
时间
为期3天，具体时间视企业安排而 定。
地点
企业内部培训中心或外部培训机 构提供的场地。
02 培训内容
NOSA安健环基本理念
总结词
理解NOSA安健环的核心价值观和原则，包括预防为主、以人为本、全员参与 和持续改进。
03 培训方式
aqwa介绍_哈工程大学讲义
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。
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介绍_哈工程大学讲义
AQWA
AQWA应用范围
AQWA不仅仅用于系泊系统或衍射辐射分析，也是通用的水 动力学分析软件，对多种问题提供了非常灵活的解决方法。具 体应用实例包括： 停泊系统的设计和分析； FPSO 的运动分析； 气隙的确定； 船和障碍物屏蔽效应的计算； LNG传递过程中多体相互作用； 系泊线－结构耦合相互作用； 舰船的耐波性分析； 带中间浮标的缆索动力学。
一阶项
二阶项
AQWA NAUT可用。
AQWA
3) Regular Waves AQWA LINE, NAUT可用。
4) Irregular Waves AQWA LIBRIUM, FER, DRIFT, NAUT以波浪谱的形式表示。 AQWA DRIFT可以导入波浪时历数据进行造波。 AQWA可造波浪谱的类型： a. P-M 谱 b. JONSWAP谱 c. 自定义波浪谱 d. Gaussian spectrum for Cross Swell
两种模型间节点坐标的差别由系统自动处功能强大的建模和结果查询数据编辑自动网格产生在线帮助在线参考手册在线指南算例分析的控制和监测包括前进速度的弯曲动量剪切力计算分离力计算模型缩放结果演示强大的图形工具输出到电子表格函数处理如节点raos转换分析如时域向频域的转换波幅升降的显示
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
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。
4. 传递结果用于应力分析 AQWA-WAVE是AQWA-LINE和ASAS（ANSYS 另外一款大型 结构有限元软件）的联接程序。对于给定的波方向、周期和频 率，该接口程序读取压力和运动形式的结果，并且自动施加到 ASAS有限元模型中。两种模型间节点坐标的差别由系统自动处 理。
涉氨企业安全培训课件
安全培训
该企业定期进行安全培训，包 括液氨使用、应急处置等方面 的内容，确保员工熟悉相关安 全操作规程。
事故预防措施
该企业采取多种措施预防事故 发生，例如定期巡检、隐患排
查、设备维护等。
涉氨企业安全管理实践案例二
企业概况
该企业是一家生产化肥的涉氨企业， 其液氨使用量较大。
管理特点
该企业实行严格的安保措施，对液氨 的储存、使用和运输等环节实行全面 的安全管理。
06
总结与展望
涉氨企业安全管理总结
涉氨企业安全管理现状分析
对当前涉氨企业的安全管理情况进行全 面深入的分析，指出存在的问题和挑战
。
安全风险评估与控制
讲解如何进行涉氨企业安全风险评估 ，以及采取有效的控制措施来降低安
全风险。
安全管理体系建设
阐述如何建立完善的涉氨企业安全管 理体系，包括组织架构、职责分工、 规章制度等方面。
绿色发展与安全
强调绿色发展理念在涉氨企业安全管理中的重要性，促进环境保护与 安全生产协同发展。
企业社会责任与安全
阐述涉氨企业履行社会责任对于提升安全管理水平的作用，以及如何 建立可持续的安全管理体系。
THANKS
感谢您的观看
涉氨企业安全培训课 件
汇报人：
2023-12-08
目录
CONTENTS
• 涉氨企业安全概述 • 涉氨企业危险源识别与风险评估 • 涉氨企业安全技术措施与应急预
案
目录
CONTENTS
• 涉氨企业员工安全培训与教育 • 涉氨企业安全管理实践案例分析 • 总结与展望
01
涉氨企业安全概述
涉氨企业的特点与安全重要性
风险评估与控制措施
风险评估方法
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• 使用莫里森方程求解 • 如果不满足细长管，用三维势流理论。 NOTE: Morison 结构适用于：细长管（直径和管的长度之比小于0.2），
阻尼力会大些
2021/4/14
generates waves.结构的振动激起的波浪产生的波浪力
-
Drift force (net force due to high order effect)考虑波浪力
的高阶效应，波浪力的高阶项都归于Drift force
2021/4/14
1-27
A添Q加W标A题理论
• 波浪的绕射与辐射
➢ 波浪的绕射：波浪在向前传播遇到结构物以后，在结构表面会产生一个 向外散射的波，入射波与散射波的叠加达到稳态时将形成一个新的波动 场，在这样的波动场中结构所受到的载荷称为波浪的绕射作用
➢ 影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和 形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等
2021/4/14
1-25
A添Q加W标A题理论
• 波浪载荷概述
➢ 波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的 海洋工程结构，除了用上述的方法进行计算分析外，还应进行物理模型 试验，以确定波浪力。
➢ 波浪力考虑二阶波浪力 ➢ 而对横撑等小尺寸构件采用Morison方程计算
✓ 载荷加载到有限元模型中，实现浮体结构强度校核
2021/4/14
1-4
AQWA模块介绍
LINE
波浪力
WAVE
LIBRIUM
FER
NAUT
DRIFT
通过wave传递波浪力
频域分析法
时域分析法
ASAS
(FE model)
2021/4/14
positive angle入射波波角
X axis
2021/4/14
1-18
A添Q加W标A题理论
• AQWA输入文件中风浪流方向编辑规则
➢ 原点在静水线面上 ➢ 方向角度必须按照升序排列 ➢ 对于非对称结构可以输入-180至180度方向角 ➢ 对于关于x轴对称（symx）结构可以输入0至180度方向角 ➢ 对于同时关于x轴，y轴对称（symx和symy）结构可以输入0至90度方
一阶项
二阶项
AQWA NAUT 缺省波浪类型
2021/4/14
1-22
A添Q加W标A题理论
• AQWA支持的随机波谱
➢ P-M spectrum ➢ JONSWAP spectrum ➢ User defined spectrum ➢ Gaussian spectrum for Cross Swell
➢ Uniform wind：均匀风 ➢ Ochi and Shin wind spectrum：风随海平面力、能量是变化的。 ➢ API wind spectrum ➢ NPD wind spectrum ➢ User-defined wind spectrum
• AQWA支持的流类型
➢ Uniform current：均匀流 ➢ Profiled current velocity：从海的到水平面是变化的。非均匀流。
➢ 特征波法： 选用某一特征波作为单一的规则波，并以它的参数（有效波 高、波浪周期、水深）和结构的有关尺寸代入莫里森方程或绕射理论的 公式，求出作用在结构上的波浪力。此法简便易行，在海洋工程设计广 泛应用。
➢ 谱分析法：利用海浪谱进行波浪荷载计算、结构疲劳和动力响应分析的 一种方法。把波浪作为随机性的、由许多不同波高和波周期的规则波线 性迭加而成的不规则波，用概率论和数理统计的方法收集、分析处理波 浪观测数据，由于它能较精确地反映波浪的能量分布规律，所以是一种 比较理想的方法。海洋工程结构设计中常用的有P-M和联合(JONSWAP) 谱。
2021/4/14
1-21
A添Q加W标A题理论
• 规则波浪类型
➢ AIRY线性波a = A cos (-ωt + kx)
(ω: 频率 radians/sec; k: 波数)
AQWA LINE, LIBRIUM, FER, DRIFT, NAUT （可选）都会用到
➢ STOKES二阶波
a = A cos (-ωt + kx) + 0.5 k A² cos2(-ωt + kx)
W.L.
0
2021/4/14
z
y x
1-17
A添Q加W标A题理论
• AQWA风浪流方向说明：
➢ 在AQWA风浪流的方向指的是其传播方向 ➢ 风浪流方向角是指风浪流传播方向与x轴逆时针方向的夹角 ➢ 在AQWA中定义风浪流方向只需输入方向角度（度）即可
Y
Wave direction (or current, wind)
• AQWA－LIBRIUM：包括停泊线的静/动稳定性分析。定义平衡位置， 为AQWA, FER, DRIFT, NAUT输出平衡位置，初步的停泊设计。 可以输出结构平衡位置已经回覆力(矩)倾覆力（矩),特征值模态以及 动态平衡分析，分析时候考虑风浪流联合作用。
2021/4/14
1-8
A添Q加W标A题模块介绍
✓ 二维切片理论优点：
➢ 可以实现得到船体剖面剪力、弯矩及湿表面的压力分布。 ➢ 更为重要的是，它可以对不同的波长、浪向和航速进行同样的计算，
应用频谱分析方法，还可以预报船舶在给定波谱下的运动，对摇荡 运动预报准确。
✓ 二维切片理论劣势：
➢ 平面势流理论，忽略浮体三维效应，海洋工程一般不满足细长体假 设
NOTE:随机波浪有以下两种形式: a. Long crested waves长峰波; b. Short crested waves短峰波, ie a spread sea (only for AQWA
LIBRIUM and FER)
2021/4/14
1-23
A添Q加W标A题理论
• AQWA支持的风载荷
2021/4/14
1-9
典型添A加QW标A题模型
Moored Tanker
2ห้องสมุดไป่ตู้21/4/14
Semi Sub
1-10
典型添A加Q标WA题模型
Spar Transportation
2021/4/14
FPSO
Ship in chan1n-1e1l
AN添SY加S标-to题-AQWA 界面
2021/4/14
2021/4/14
1-24
A添Q加W标A题理论
• 波浪载荷概述
➢ 波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机 性运动，很难在数学上精确描述。
➢ 当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用 半经验半理论的美国莫里森方程
➢ 大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计 算时用绕射理论求解。
向角 ！NOTE:对称只对面单元有效对其他单元要建整体模型
y
v
2021/4/14
q 1-19 x
A添Q加W标A题理论
• AQWA相位角（phase angle）
➢ 原点在静水线面上 ➢ 在AQWA中，相位角(Φ in degrees) 与时间差分的关系： (dt= Φ*T/360, T 是波浪周期). ➢ In AQWA, the (Φ in degrees) of a parameter defines the time
2021/4/14
1-26
A添Q加W标A题理论
• AQWA处理作用在结构上的波浪力
➢ 对绕射结构（用平面单元建模（plate element）
-
Incident wave force (Froude-Krylov force): from the
pressure in the undisturbed waves.无扰动的波浪引起的压
➢ 剖面载荷和脉动压力精度不够，对海洋工程两者很重要
2021/4/14
1-3
引添加言标题
• 解决两个问题：
✓ 三维浮体波浪载荷的计算：
➢ 与二维势流理论不同的是，此方法把平台结构作为一个整体，在平 台水下部分的表面上划分网格，根据三维源汇分布理论，采用面元 数值计算方法求解平台在波浪中受到的载荷。
FER
NAUT
DRIFT
2021/4/14
DAY3&DAY4
ASAS
(FE model)
EXCEL
1-7
A添Q加W标A题模块介绍
• AQWA－LINE：计算波浪力及结构的响应计算的水静力学程序 用于3D绕射/散射分析可以计算分析时考虑2阶波浪力）
• AQWA－FER: 具有随机波的频域分析，还包括耦合缆索动力学分 析功能。水动力学包括的非线性项线性化。如多个波浪状况一起计 算的到统计结果。结构运动谱分析能力（波浪频率或是慢漂频率） 随即波情况下悬链线张力分析
力
-
Diffraction force: due to stationary structure disturbing
the incident waves.由于静止结构存在影响了波浪密度分布由压差
引起的压力
-
Radiation force: due to structure’s oscillation which
运动响应
变形响应
A添Q加W标A题模块介绍
DAY1
FEMGV
AGS
ANSYS
LINE
WAVE
LIBRIUM
2021/4/14
FER
NAUT
模块之间相互关系
DRIFT
ASAS
(FE model)
EXCEL
1-6
AQW添加A模标题块介绍流程
DAY2
FEMGV
阻尼力会大些
2021/4/14
generates waves.结构的振动激起的波浪产生的波浪力
-
Drift force (net force due to high order effect)考虑波浪力
的高阶效应，波浪力的高阶项都归于Drift force
2021/4/14
1-27
A添Q加W标A题理论
• 波浪的绕射与辐射
➢ 波浪的绕射：波浪在向前传播遇到结构物以后，在结构表面会产生一个 向外散射的波，入射波与散射波的叠加达到稳态时将形成一个新的波动 场，在这样的波动场中结构所受到的载荷称为波浪的绕射作用
➢ 影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和 形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等
2021/4/14
1-25
A添Q加W标A题理论
• 波浪载荷概述
➢ 波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的 海洋工程结构，除了用上述的方法进行计算分析外，还应进行物理模型 试验，以确定波浪力。
➢ 波浪力考虑二阶波浪力 ➢ 而对横撑等小尺寸构件采用Morison方程计算
✓ 载荷加载到有限元模型中，实现浮体结构强度校核
2021/4/14
1-4
AQWA模块介绍
LINE
波浪力
WAVE
LIBRIUM
FER
NAUT
DRIFT
通过wave传递波浪力
频域分析法
时域分析法
ASAS
(FE model)
2021/4/14
positive angle入射波波角
X axis
2021/4/14
1-18
A添Q加W标A题理论
• AQWA输入文件中风浪流方向编辑规则
➢ 原点在静水线面上 ➢ 方向角度必须按照升序排列 ➢ 对于非对称结构可以输入-180至180度方向角 ➢ 对于关于x轴对称（symx）结构可以输入0至180度方向角 ➢ 对于同时关于x轴，y轴对称（symx和symy）结构可以输入0至90度方
一阶项
二阶项
AQWA NAUT 缺省波浪类型
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A添Q加W标A题理论
• AQWA支持的随机波谱
➢ P-M spectrum ➢ JONSWAP spectrum ➢ User defined spectrum ➢ Gaussian spectrum for Cross Swell
➢ Uniform wind：均匀风 ➢ Ochi and Shin wind spectrum：风随海平面力、能量是变化的。 ➢ API wind spectrum ➢ NPD wind spectrum ➢ User-defined wind spectrum
• AQWA支持的流类型
➢ Uniform current：均匀流 ➢ Profiled current velocity：从海的到水平面是变化的。非均匀流。
➢ 特征波法： 选用某一特征波作为单一的规则波，并以它的参数（有效波 高、波浪周期、水深）和结构的有关尺寸代入莫里森方程或绕射理论的 公式，求出作用在结构上的波浪力。此法简便易行，在海洋工程设计广 泛应用。
➢ 谱分析法：利用海浪谱进行波浪荷载计算、结构疲劳和动力响应分析的 一种方法。把波浪作为随机性的、由许多不同波高和波周期的规则波线 性迭加而成的不规则波，用概率论和数理统计的方法收集、分析处理波 浪观测数据，由于它能较精确地反映波浪的能量分布规律，所以是一种 比较理想的方法。海洋工程结构设计中常用的有P-M和联合(JONSWAP) 谱。
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A添Q加W标A题理论
• 规则波浪类型
➢ AIRY线性波a = A cos (-ωt + kx)
(ω: 频率 radians/sec; k: 波数)
AQWA LINE, LIBRIUM, FER, DRIFT, NAUT （可选）都会用到
➢ STOKES二阶波
a = A cos (-ωt + kx) + 0.5 k A² cos2(-ωt + kx)
W.L.
0
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z
y x
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A添Q加W标A题理论
• AQWA风浪流方向说明：
➢ 在AQWA风浪流的方向指的是其传播方向 ➢ 风浪流方向角是指风浪流传播方向与x轴逆时针方向的夹角 ➢ 在AQWA中定义风浪流方向只需输入方向角度（度）即可
Y
Wave direction (or current, wind)
• AQWA－LIBRIUM：包括停泊线的静/动稳定性分析。定义平衡位置， 为AQWA, FER, DRIFT, NAUT输出平衡位置，初步的停泊设计。 可以输出结构平衡位置已经回覆力(矩)倾覆力（矩),特征值模态以及 动态平衡分析，分析时候考虑风浪流联合作用。
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A添Q加W标A题模块介绍
✓ 二维切片理论优点：
➢ 可以实现得到船体剖面剪力、弯矩及湿表面的压力分布。 ➢ 更为重要的是，它可以对不同的波长、浪向和航速进行同样的计算，
应用频谱分析方法，还可以预报船舶在给定波谱下的运动，对摇荡 运动预报准确。
✓ 二维切片理论劣势：
➢ 平面势流理论，忽略浮体三维效应，海洋工程一般不满足细长体假 设
NOTE:随机波浪有以下两种形式: a. Long crested waves长峰波; b. Short crested waves短峰波, ie a spread sea (only for AQWA
LIBRIUM and FER)
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A添Q加W标A题理论
• AQWA支持的风载荷
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典型添A加QW标A题模型
Moored Tanker
2ห้องสมุดไป่ตู้21/4/14
Semi Sub
1-10
典型添A加Q标WA题模型
Spar Transportation
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FPSO
Ship in chan1n-1e1l
AN添SY加S标-to题-AQWA 界面
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A添Q加W标A题理论
• 波浪载荷概述
➢ 波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机 性运动，很难在数学上精确描述。
➢ 当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用 半经验半理论的美国莫里森方程
➢ 大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计 算时用绕射理论求解。
向角 ！NOTE:对称只对面单元有效对其他单元要建整体模型
y
v
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q 1-19 x
A添Q加W标A题理论
• AQWA相位角（phase angle）
➢ 原点在静水线面上 ➢ 在AQWA中，相位角(Φ in degrees) 与时间差分的关系： (dt= Φ*T/360, T 是波浪周期). ➢ In AQWA, the (Φ in degrees) of a parameter defines the time
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A添Q加W标A题理论
• AQWA处理作用在结构上的波浪力
➢ 对绕射结构（用平面单元建模（plate element）
-
Incident wave force (Froude-Krylov force): from the
pressure in the undisturbed waves.无扰动的波浪引起的压
➢ 剖面载荷和脉动压力精度不够，对海洋工程两者很重要
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引添加言标题
• 解决两个问题：
✓ 三维浮体波浪载荷的计算：
➢ 与二维势流理论不同的是，此方法把平台结构作为一个整体，在平 台水下部分的表面上划分网格，根据三维源汇分布理论，采用面元 数值计算方法求解平台在波浪中受到的载荷。
FER
NAUT
DRIFT
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DAY3&DAY4
ASAS
(FE model)
EXCEL
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A添Q加W标A题模块介绍
• AQWA－LINE：计算波浪力及结构的响应计算的水静力学程序 用于3D绕射/散射分析可以计算分析时考虑2阶波浪力）
• AQWA－FER: 具有随机波的频域分析，还包括耦合缆索动力学分 析功能。水动力学包括的非线性项线性化。如多个波浪状况一起计 算的到统计结果。结构运动谱分析能力（波浪频率或是慢漂频率） 随即波情况下悬链线张力分析
力
-
Diffraction force: due to stationary structure disturbing
the incident waves.由于静止结构存在影响了波浪密度分布由压差
引起的压力
-
Radiation force: due to structure’s oscillation which
运动响应
变形响应
A添Q加W标A题模块介绍
DAY1
FEMGV
AGS
ANSYS
LINE
WAVE
LIBRIUM
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FER
NAUT
模块之间相互关系
DRIFT
ASAS
(FE model)
EXCEL
1-6
AQW添加A模标题块介绍流程
DAY2
FEMGV