AQWA水动力建模ANSYS练习
ansys基于AQWA的半潜平台动力响应分析
基于AQWA的半潜平台动力响应分析[林海花，彭贵胜][大连船舶重工集团设计研究所有限公司][ 摘要 ] 利用ANSYS公司的水动力分析软件AQWA对我公司生产设计的服务支持半潜平台BT3500-1在极端海况下的动力响应进行了计算分析，并应用随机性设计波参数确定法确定了平台各典型波浪工况的设计波参数和最大典型波浪载荷。
首先利用ANSYS经典界面得到AQWA的输入面元文件，编辑该文件，采用势流理论和波浪的辐射/衍射理论，计算在多个不同入射角波浪作用下的平台六个自由度上运动响应和特征载荷响应函数。
后计算不同浪向、周期的波浪在不同相位对平台的载荷，从中选取不利的情况作为设计波进行平台的有限元强度分析。
分析结果表明：AQWA软件能够快速而准确地得到半潜平台所遭受的流体载荷以及对其运动响应进行预报；平台运动响应和波浪周期有密切的关系，并且都有各自最敏感的周期范围；升沉运动是半潜平台三个平移自由度中位移最大的运动，横摇是半潜平台三个转动自由度中转角最大的运动；根据AQWA动力响应结果可方便地得到平台的设计波参数。
[ 关键词]AQWA 半潜平台动力响应设计波Dynamic Analysis of Semi-Platform Based on AQWA[Lin Haihua, Peng Guisheng][Dalian Shipbuilding Industry Engineering and Research Institute Co., Ltd.][ Abstract ] Dynamic response analysis for the BT3500-1 tender support vessel under survival condition is done using AQWA software of ANSYS. And the design waves are also confirmed usingstochastic method. First, the input file to AQWA was been obtained in ANSYS classic.Second, the motion of six freedoms and the characteristic wave loads of different directionswere obtained using potential and radiation/diffraction theory in AQWA. Based on thesedynamic analysis results, the design waves were obtained and can be used to furtheranalysis for the structural strength. It is can be shown that AQWA can offer a rapid andaccurate analysis for the hydrodynamic response of the semi-platform；the motion responsehas close relationship with the wave period; the heave motion is the biggest in the threetransform freedoms, the roll motion is the biggest in the three rotation freedoms; designwaves can be selected from the worst results of different wave height, wave period andwave phase obtained from AQWA for further strength analysis.[ Keyword ] AQWA Semi-platform Dynamic response design wave.1 前言半潜式服务支持平台长期固定在某海域作业，在遇到恶劣海况时不能规避，因而在结构设计阶段必须要考虑其在生命期内可能要遭遇的极限海况，其生存条件必须按百年一遇的恶劣海况[1]来考虑。
ANSYS 19.2液体压力脉冲仿真
新设的ANSYS机械R19.2ANSYS 19.2液体压力脉冲仿真你的注意的是传统上提供一个审查条的新特点的最新版本-ANSYS机械R19.2.让我们来谈谈最重要的和有用的创新的软件领域的机制。
添加剂的制造最近实施的计算方法添加剂的制造过程中的新版本已被进一步发展。
添加剂的打印扩大文件。
包括一个详细的逐步校准程序，用于金属加工制造的机器多个连续的计算可以排队的时候解决问题一个额外的输入参数可用来调整行为的材料的区域的变形塑料(硬化系数应变硬化系数是一个输入值)添加剂的套房现在包括可移动的财产物理优化图1 结果，格结构的优化工作台的添加剂一些改进了用户界面为便于使用更多的机会来调整位置的支持，在项目更详细的文件和其他研究，以比较模拟结果与现实世界的测试工作台LS-DYNA使用对象的工作界面现在你可以指定的措辞绑壳边接触。
这种制剂的允许你连接的边缘壳与面临的外壳。
能够指定的联系对象的措辞出现在工作时与MPC。
图2 绑壳边制剂螺栓预载现在还工作在明确的计算阶段(先前它是唯一提供动态放松阶段)。
图3 紧螺栓解改进版10.1所有变体(单一和双精确，SMP和MPP)清除动力学外数据–压力实行进口的外部压力载荷外数据现在你可以链接到一个电池在明确动力学.之后"模板"有联系，该文件夹它会出现在树，你已经可以选择压力(. 插选项(映射选项)。
图4 使用外部Data在清除动力学身体的控制对象。
一个新的对象(附机构)允许设置的设置分别对每一个体。
默认值是相同的程序控制在一般分析设置.设置在身体的控制替换这就是所谓的分析设置。
图5 身体的控制对象一步一步分配的静态阻尼分析设置为每个步骤分别已有相当长的一段时间。
一个新的"步骤依赖性"的设置是现在支持：静态衰减。
图6 步骤依赖静态阻尼外部模式进模块是现在也支持。
设计用来替换菲建模者:外部模式是提供用于明确的动态输入文件的接受从:售(.商务发展论坛,.dat.nas)、结构(.inp)，MAPDL (.cdb)，LS-DYNA(.k)几何形状：2D和3D梁、炮弹、固体材料刚性/变形体抑制机构分配的材料模型横截面和定向的束元素模型：系统单元坐标系统使用网格名为集厚度的弹壳,联系人，删除分不支持：弹簧点的群众外部模型>网系统>Autodyn组分系统拓扑优化和线性动态拓扑优化拓扑优化现在支持的Linux操作系统.新的格优化选项已经建立，以优化内部格结构。
ansys aqwa
AQWA基本理论• 基本假设：–三维势流理论–理想流体，无旋，无粘性，不可压缩• 速度势能控制方程，拉普拉斯方程• 体边界条件：不渗透的条件，即结构速度和流体速度在法向上速度一样。
AQWA是一套集成模块，主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析需求，包括从桅、桁到EPSOs，从停泊系统到救生系统，从TLPs到半潜水系统，从渔船到大型船舶以及结构交互作用。
模块覆盖流体分析的全部范围，包含衍射/辐射（包括浅水效应）－AQWA-LINE；具有随机波的频域－AQWA-FER；具有随机波包括慢漂流的时域AQWA-DRIFT；具有宽大波的非线性时域－AQWA-NAUT；包括停泊线的静动稳定性－AQWA-LIBRIUM。
时域和频域模块还包括耦合缆索动力学。
最后所有的模块集成于强大的前后处理器AQWA－图形超级用户界面。
AQWA能够处理多达50个互联的结构，且能够考虑和流体的交互作用。
AQWA还可以作为浮动结构的完整流体和结构分析系统－AQWA-OFFSHORE，它结合了AQWA 和ASAS并有网格划分和结果显示功能。
重要特征·完全的集成系统·丰富的流体交互作用·多达50个互联的结构·AQWA 超级图形用户界面·灵活的建模功能·耦合缆索动力学·能够集成软件以施加外部载荷·超过20年的用户适用证明和验证·直接将结果传输到ASAS集成系统AQWA是一个由衍射/辐射(AQWA-LINE)），包含停泊线的初始静动稳定性(AQWA-LIBRIUM) ，具有不规则波的频域(AQWA-FER)，具有随机波包含慢漂流的时域（AQWA-DRIFT），具有不规则波的非线性时域（AQWA-NAUT）等模块构成的完整集成系统。
这些模块被封装在强大的AQWA图形用户界面。
另外一个可选择的集成模块－耦合缆索动力学是实用的频域和时域模块，也具有强大的AQWA图形用户界面。
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
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• 速度势能控制方程
2 0
(V )
• 体的边界条件
( Vs ).n 0
14
ANSYS, Inc. Proprietary
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AQWA LINE理论
• 自由表面运动条件 D( z )
Dt 0 ( z ) .( z ) 0 t
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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
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上机实例练习ANSYS.
《弹性力学有限元》上机作业一、一带孔条形板形状、尺寸如图所示，l=300mm，w=200mm，r=20mm，h=30mm，t=5mm，板两端受均布拉力作用，q=100MPa。
已知材料的弹性模量和泊松比分别为E=210GPa，μ=0.3，求板有孔截面上的理论应力集中系数k。
报告要求：1．简述建模过程；2．画出应力分布规律图；3．求出应力集中系数；4．思考：变形最大的地方是不是应力也最大？提示：1．平面应力问题，取1/4结构进行建模，采用N、mm、MPa单位制。
2．创建矩形：（0，0）（150，100），Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Rectangle-3．创建矩形：（0，0）（20，30）4．创建直角扇形：（0，30）（R=0-20，θ=0-90°）-Modeling-Create-Areas-Circle-Partial Annulus5．从大矩形减法小矩形和扇形：Main Menu-Preprocessor-Operate-Booleans-Subtract6. 创建单元类型：-Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete-Solid-Plane42\82\182\183, Option-Plane Stress with thickness input7. 建立实常数：-Preprocessor-Real constant- Add/Edit/Delete-给单元厚度5mm8. 定义材料模型及其属性：-Preprocessor-Material- Material Models-左窗口Material Model Number 1, 右窗口Structural-Linear-Elastic-Isotropic给出弹性模量和泊松比及密度。
9. 网格剖分：Main Menu-Preprocessor-Meshing Tools-, 注意随时保存模型。
ANSYS设计大作业
ansys课程设计第一题（平面问题）：如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。
一.前处理步骤一创建几何实体模型1.创建图形。
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS输入节点1(0,0) 2(0,150) 3(150,150) 4(300,150) 5(300,86) 6(130,86)点ok. Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >in Active CS用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连完点“OK”Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines步骤二进行单元属性定义1定义单元类型。
Main Menu>Proprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete弹出对话框中后，点“Add”。
双弹出对话框，选“Solid”和“8 node 42”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.设置单元选项点“Element Type”对话框中的“Options”K3 处选：Plans strs (表示选平面应力单元没有厚度)K5处选：Nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力) K6处选：No extra output.3.定义材料属性Main Menu>Proprocessor>Material Props>Material Models. 弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。
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
流体力学课作业 ansys模型分析
T型管三通流体动力学分析题目： T型管三通流体动力学分析小组成员：学院、专业班：时间：指导教师：目录摘要 (2)关键字 (2)前言 (2)正文 (2)一、建立模型 (3)1、绘制模型立体图 (3)2、划分网格 (4)3、输入参数 (4)4、计算 (6)二、分析 (7)1、压强 (7)2、速度 (8)3、温度 (10)三、总结 (11)摘要为了加深对工程流体力学基本概念和基本理论的理解，本组依照指导进行了此次实验。
为明确冷水、热水在管内如何混合，混合后的运动状态和特性，我们选取了三通管为模型。
将三通管注入冷水和热水，汇合后通入大气中。
通过假设将其简化后研究其内部流体运动状态的变化。
结合压强、管道的属性、水的速度温度及能量损失等问题，应用软件模型计算得到了三通管道内部的流场分布，并对三通管内道内流动的特性进行分析，得出了三通管道紊流流动的计算结果。
关键字三通管、混合过程、运动状态、能量损失前言工程流体力学是研究流体受力及其运动规律的一门学科，侧重于应用流体力学的基本原理、理论与方法研究解决实际问题。
它以流体为研究对象，是研究流体平衡和运动规律的科学。
流体力学在水利、航空、电力、机械、冶金、化学、石油、土木等工业技术中有广泛的应用。
对口于本专业的机械工业中的润滑、冷却、液压传动、气力输送以及液压和气动控制问题的解决，都必须应用流体力学的理论。
因此它是我们理解掌握现代化工程勘测、设计、运行与管理的知识基础，也是我们继续深造及将来从事研究工作的重要工具。
为深入学习流体力学，培养建模能力和分析实例的能力，培养理论联系实际、实事求是、严格认真的科学态度，本组成员积极配合开展了此次实验。
正文本组研究的流体类型为水，研究围绕三通管内的冷热水混合进行。
为节省实验研究的时间和经费，我们采用数值计算方法来研究该问题。
通过软件模拟对其进行定性分析。
主要研究黏性流体在等速有温差的条件下产生的局部损失和沿程损失及其动量变化。
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半潜平台
水动力面元网格建模练习
一、几何参数
二、建模流程
1.定义单元
定义壳体SHELL63单元
在命令窗口中输入：Et,1,shell63
2.建立几何模型
定义好原点、坐标系；基面位置为Z=0米
方法1，点-线-面建模方式
在在命令窗口中输入如下命令：（或者Create->Keypoints->In Active CS,输入各点坐标和编号）
K,1,0,21,10
K,2,0,39,10
K,3,38,0,10
K,4,38,39,10
K,5,38,21,10
K,6,55,0,10
K,7,55,39,10
K,8,55,21,10
!由点生成面：在在命令窗口中输入如下语句：（或者Create->Areas->Through KPs,选择对应各点即可）
A,1,2,4,5
A,5,4,7,8
A,3,5,8,6
生成面如下所示：
选择想要的面，在下框中填入沿z轴复制的距离
同样的办法处理其他要复制的面
最后得到1/4模型如下图所示：
此处要注意水动力只计算外部湿表面单元，将平台内部面删除掉，只留下外壳。
得到1/4模型之后通过对称得到全部的模型，操作为
Modeling->Reflect->Areas->Pick all（选择所有面）分别沿y-z和x-z面对称。
得到整个模型后将模型在水线面处切开。
操作为Modeling->Operate->Booleans->Divide->Area by Wrkplane（首先将工作面移至水线面相同位置）。
3.网格划分
设定单元尺寸为2m，画网格。
命令为（或在meshtool里进行设置）：esize,2
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
AMESH,ALL
我们会发现有些单元颜色为绿色（面的方向正确），有些为紫色；说明其有的法向朝内，要将法向方向调整过来。
调整面的法向的操作为Modeling->Move/Modify->Reference Normals->Areas选择紫色的面。
Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items
4.模型输出
选择所有，
模型文件另存为AQWA.db
在命令行里输入ANSTOAQWA，再输入响应的参数即可将模型输出为AQWA输入文件，
5.修改生成的aqwa输入文件
OPTIONS REST GOON LDOP END
RESTART 1 3
将文件另存为 alhatch.dat
运行AQWA-LINE程序，得到波浪力数据。