ANSYS AQWA基础培训
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
水动力计算软件-AQWA-培训
pv 表示积分的principal value; J0 是Bessel函数的第一项
• Spectral analysis of structure motion (wave frequency or/and drift frequency) and mooring tension in irregular waves
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
• 速度势能控制方程
2 0
(V )
• 体的边界条件
( Vs ).n 0
14
ANSYS, Inc. Proprietary
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
AQWA LINE理论
• 自由表面运动条件 D( z )
Dt 0 ( z ) .( z ) 0 t
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
20
ANSYS, Inc. Proprietary
AQWA LINE理论
在每个板格结构表面上的源强度（source strength）假设为常数，
通过体边界条件求解积分方程计算:
( x, y, z ) 1 1 G ( x, y, z; , , ) ( x, y , z ) ds n 2 4 s n
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
ANSYS基础培训PPT资料【优选版】
ANSYS基础培训PPT资料【优选版】一、引言ANSYS 作为一款功能强大的工程仿真软件，在众多领域都有着广泛的应用。
为了帮助大家更好地掌握 ANSYS 的基础知识，我们精心准备了这份基础培训 PPT 资料。
二、ANSYS 软件概述（一）ANSYS 是什么ANSYS 是一款集结构、热、流体、电磁、声学等多物理场于一体的大型通用有限元分析软件。
它能够帮助工程师和研究人员在产品设计阶段就对其性能进行准确的预测和优化，从而减少试验次数、缩短研发周期、降低成本。
（二）ANSYS 的主要功能模块1、结构分析模块用于分析各种结构在静态、动态、线性和非线性条件下的应力、应变和位移等。
2、热分析模块可以模拟传热过程，包括稳态和瞬态热分析，以及热结构耦合分析。
3、流体分析模块用于分析流体流动、压力分布、传热和传质等现象。
4、电磁分析模块包括静电场、静磁场、时变电磁场等分析功能。
（三）ANSYS 的工作流程1、前处理包括几何建模、定义材料属性、划分网格等。
2、求解设置求解类型、加载边界条件和载荷，然后进行求解计算。
3、后处理对求解结果进行可视化处理，如查看应力云图、位移云图等，并进行数据分析。
三、ANSYS 前处理（一）几何建模1、直接建模通过 ANSYS 自带的建模工具创建几何模型。
2、导入外部模型可以导入其他 CAD 软件创建的模型，如 SolidWorks、ProE 等。
（二）定义材料属性1、常见材料类型如金属、塑料、橡胶等，并设置相应的弹性模量、泊松比、密度等参数。
2、材料库ANSYS 提供了丰富的材料库，方便用户选择和使用。
（三）网格划分1、网格类型包括四面体网格、六面体网格、混合网格等。
2、网格控制可以设置网格尺寸、网格质量等参数，以保证计算精度和效率。
四、ANSYS 求解（一）加载边界条件1、位移边界条件指定某些节点的位移值。
2、力边界条件施加集中力或分布力。
3、热边界条件设定温度、热流密度等。
（二）选择求解器1、直接求解器适用于小型问题。
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
ANSYS培训课件(二)
ANSYS培训课件(二)
- ANSYS培训课件的概述
- ANSYS培训课件的分类
- ANSYS培训课件的特点
- ANSYS培训课件的应用场景
- ANSYS培训课件的优势
ANSYS培训课件的概述：
ANSYS是一款广泛应用于工程仿真领域的软件，ANSYS培训课件则是指
针对ANSYS软件的使用和应用进行的相关教学材料。
ANSYS培训课件的目的是帮助学习者更好地了解和应用ANSYS软件，提高工程仿真能力。
ANSYS培训课件的分类：
ANSYS培训课件可以按照不同的分类方式进行划分，如按照软件版本、应用领域、难易程度等。
不同的分类方式可以满足不同学习者的需求，提供更为精准和针对性的教学内容。
ANSYS培训课件的特点：
ANSYS培训课件具有以下特点：内容丰富、形式多样、易于理解、实用性强。
ANSYS培训课件的内容涵盖了ANSYS软件的各个方面，形式包括文字、图片、视频等，易于理解和掌握，具有很强的实用性。
ANSYS培训课件的应用场景：
ANSYS培训课件适用于各种工程仿真领域的学习者，包括机械、航空、汽车、电子等领域。
学习者可以通过ANSYS培训课件了解和应用ANSYS 软件在各个领域的应用，提高工程仿真能力，为工程实践提供支持。
ANSYS培训课件的优势：
ANSYS培训课件具有以下优势：内容丰富、形式多样、易于理解、实用性强、针对性强。
ANSYS培训课件可以根据不同学习者的需求进行分类，提供更为精准和针对性的教学内容，帮助学习者更好地了解和应用ANSYS软件，提高工程仿真能力。
ANSYS_初级培训教程
ANSYS_初级培训教程ANSYS 初级培训教程在工程领域，ANSYS 软件是一款功能强大的工具，广泛应用于结构力学、流体力学、热传递等多个方面。
对于初学者来说，掌握ANSYS 的基本操作和应用是十分重要的。
本教程将为您提供一个全面的 ANSYS 初级培训，帮助您快速入门并掌握其基本功能。
一、ANSYS 软件简介ANSYS 是一款大型通用有限元分析软件，它能够模拟各种物理场的行为，帮助工程师和科研人员预测产品或结构在不同条件下的性能和行为。
ANSYS 具有强大的建模能力、求解器和后处理功能，可以处理复杂的几何形状和多种物理现象的耦合问题。
二、安装与启动首先，您需要获取 ANSYS 软件的安装包，并按照安装向导进行安装。
安装过程中需要注意选择合适的组件和模块，根据您的需求进行定制。
安装完成后，在桌面上会出现 ANSYS 的快捷方式图标。
双击图标即可启动软件。
三、用户界面当您启动 ANSYS 后，会看到其用户界面。
界面主要包括菜单栏、工具栏、图形窗口、输出窗口等部分。
菜单栏包含了各种功能命令，如文件操作、建模、求解、后处理等。
工具栏提供了一些常用命令的快捷按钮，方便您快速操作。
图形窗口用于显示模型和结果，输出窗口则会显示软件的运行信息和错误提示。
四、建模1、几何建模ANSYS 提供了多种建模方法，您可以直接在软件中创建简单的几何形状，如长方体、圆柱体、球体等。
也可以导入其他 CAD 软件创建的几何模型。
2、网格划分网格划分是将几何模型离散为有限个单元的过程。
ANSYS 提供了自动网格划分和手动网格划分两种方式。
对于简单模型，自动网格划分通常能够满足要求。
但对于复杂模型，可能需要手动调整网格参数以获得更好的精度。
五、加载与边界条件在进行分析之前，需要为模型施加荷载和边界条件。
荷载可以是力、压力、温度等，边界条件可以是固定约束、位移约束等。
加载和边界条件的设置要根据实际情况进行合理的假设和简化，以确保分析结果的准确性和可靠性。
ANSYS-AQWA基础
。型模体整建要元单他其对�效有元单面对只称对�ETON 。角向方度 09 至 0 入输以可构结�ymys 和 xmys�称对轴 y 和轴 x 于关时同于对�5� �角向方度 081 至 0 入输以可构结�xmys�称对轴 x 于关于对�4� �角向方度 081 至 081-入输以可构结称对非于对�3� �列排序升照按须必度角向方�2� �上面线水静在点原�1� �则规辑编向方流浪风中件文入输 AWQA
流浪风 AWQA、四
。向方进行浪波于后滞明表角位相的负 .)doirep evaw eht si T erehw ,063/T* Φ =td( .eulav kaep sti sehcaer retemarap eht nehw emit eht ot erutcurts eht fo GoC eht ta si tserc evaw eht nehw emit eht morf )td( ecnereffid emit eht senifed retemarap a fo )seerged ni Φ( eht ,AWQA nI 。期周浪波为 T 中其 �系关的分差间时与 )seerged ni Φ(角位相�上面线水静在点原 ��� � �� ��
。流匀均非�的化变是面平水到底海从�yticolev tnerruc deliforP�2� �流匀均 tnerruc mrofinU�1� �型类流的持支 AWQA 。murtceps dniw denifed-resU�5� � murtceps dniw DPN�4� �murtceps dniw IPA�3� �的化变是量能、力面平海随风�murtceps dniw nihS dna ihcO�2� �风匀均 dniw mrofinU�1� �荷载风的持支 AWQA 。)REF dna MUIRBIL AWQA rof ylno( aes daerps a ei �波峰短 sevaw detserc trohS�2� �波峰长 sevaw detserc gnoL�1� �式形种两下以有浪波机随 。llewS ssorC rof murtceps naissuaG�4� �murtceps denifed resU�3� �murtceps PAWSNOJ�2� �murtceps M-P�1� �谱波机随的持支 AWQA 。型类浪 波省缺 TUAN AWQA� �� � ��� ��� ����� � ��� � �������� � � 波阶二 SEKOTS�2� � � � 。到用会都�选可� TUAN�TFIRD�REF�MUIRBIL �ENIL AWQA � )数波 �� �ces/snaidar 率频 ��( ��� � �������� � �波性线 YRIA �1� �型类浪波则规 。 �面�线曲程历间时高波入输以可中 TRID AWQA 在�ETON 。到用以可 TUAN TFIRD REF MUIRBIL AWQA 义定式形的谱浪波以�波机随�2� 。到用以可�置设省缺( TUAN ENIL AWQA�波则规�1� �式形浪波
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1-28
添加标题理论 AQWA
• AQWA处理作用在结构上的波浪力
对细长管结构（用莫里森单元建模（比如：tube element）
指F=相对加速度惯性力和相对速度引起的阻尼力求解的。
• 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
y
v
q
1-19
x
添加标题理论 AQWA
• 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 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).
ANSYS AQWA/ASAS 基础培训一
ANSYS-CHINA EBU
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
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 ：
1-23
添加标题理论 AQWA
• AQWA支持的风载荷
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
positive angle入射波波角
X axis
1-18
添加标题理论 AQWA
• 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 向角 ！NOTE:对称只对面单元有效对其他单元要建整体模型
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 剖面载荷和脉动压力精度不够，对海洋工程两者很重要
1-25
添加标题理论 AQWA
• 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。 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-M和联合(JONSWAP) 谱。
载荷加载到有限元模型中，实现浮体结构强度校核
1-4
添加标题模块介绍 AQWA
模块之间相互关系
波浪力
LINE
WAVE
通过wave传递波浪力
LIBRIUM
FER
NAUT
DRIFT
ASAS
频域分析法 时域分析法
(FE model)
运动响应 变形响应 1-5
添加标题 AQWA 模块介绍
DAY1
FEMGV
1-9
添加标题 典型 AQWA 模型
Moored Tanker
Semi Sub
1-10
添加标题 典型 AQWA模型
Spar Transportation
FPSO
Ship in channel 1-11
添加标题 ANSYS-to-AQWA 界面
1-12
添加标题 AGS 型线网格生成
1-13
添加标题 AGS 后处理工具
1-21
添加标题理论 AQWA
• 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) 一阶项 二阶项 AQWA NAUT 缺省波浪类型
..
1-30
1-26
添加标题理论 AQWA
• 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 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 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
1-15
添加标题 基础培训二
• 1、AQWA 模块介绍
• 2、AQWA理论介绍 • 3、AQWA-LINE介绍
• 4、AGS界面介绍之一
1-16
添加标题理论 AQWA
• 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
1-29
添加标题理论 AQWA
• 莫里森方程
对于细长柱体单元（D/L<0.2)比如管单元，每个单元上单位长度的波浪力可 以按照莫里森方程计算得到，莫里森方程如下：
F X (1 Ca ) 0.5 Cd V V D
其中Ca和cd为附加质量和单元拉力系数 为单位长度单元体积， D为单元的直径
1-7
添加标题模块介绍 AQWA
• •
•
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） 随机波情况下悬链线张力分析 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。
AGS
ANSYS
LINE
WAVE
LIBRIUM
FER
NAUT
DRIFT
ASAS
(FE model)
模块之间相互关系
EXCEL
1-6
添加标题 AQWA 模块介绍流程
DAY2
FEMGV
AGS
ANSYS
LINE
WAVE
LIBRIUM
FER
NAUT
DRIFT
ASAS
(FE model)
DAY3&DAY4
EXCEL
Force & Response Curves
Shear Force & Bending Moment
1-14
添加标题 AGS 后处理
Wave surface contour 船体周围浪的变化形式。
Pressure contour
Diffracted wave surface 势表面以下的压力变化
• 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。
1-24
添加标题理论 AQWA
• 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。 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