基于AQWA的旁靠油轮水动力相互作用研究

合集下载

基于AQWA的旁靠油轮水动力相互作用研究

辐射阻尼随波频变化的曲线，以及不考虑水动力相
图2 Fig. 2
附加质量频响曲线
Frequency response curves of added mass
第5 期
刘元丹，等：基于 AQWA 的旁靠油轮水动力相互作用研究
· 17·
图5 Fig. 5
α = 180° 时 RAO 频响曲线
其中： φ0 为入射波速度势； φ7 为绕射波速度势； φ j 为辐射势； ω 为入射波的频率。由伯努利方程可得到船体一阶水动力压力分布： P =－ρ Φ = iρω（ φ0 + φ7 + ∑ φ j υ j ） e － iωt 。（ 3） t j =1 再沿船体湿表面积分，可得到船体所受一阶波
· 14·
舰
船
科
学 1. 2
技
术
第 34 卷
为当今海洋石油天然气开发的主流设备，由于舱容的限制，其处理的原油 / 天然气达到一定储量时，必须通过管道或穿梭油轮将原油 / 天然气输送到陆地上。使用穿梭油轮转运原油 / 天然气时，穿梭油轮和 FPSO 主要有 2 种系泊方式：旁靠系泊（ sidebyside ） tobow ）。和串靠系泊（ sternFPSO 与旁靠船舶组成了多浮体单元系统，由于系统各单元间存在相互影响，同时船与船之间也存［1 ］在风、浪、流的屏蔽效应，因此对于多浮体单元系统值得深入研究。由于受到旁靠输油管长度的限制，系泊系统必须保证两船处于一定的相对运动范围［2 ］内。旁靠单元系统的水动力研究对于其系泊系统的方案设计有重要的作用。王翔、王强、WEI Ye［5］，C． A． C． van der Valk A 等［6］都对多浮体系泊系统的响应进行了深入的研究和分析。谢楠等基于三维势流理论计算了 2 个彼此相邻的浮体之间的水动力相互作用，研究结果表明：当 2 个物体间距较小时，水动力相互作用是不可忽略的。本文选取某型 FPSO 和 LNG 运输船组成的旁靠系泊系统进行频域水动力分析，得到两船的总体运动响应，针对 LNG 运输船的幅值响应、辐射阻尼和附加质量的变化规律进行了研究，并与不考虑水动力相互作用的情况进行比较分析。

基于AQWA的单点软刚臂系泊浮体的水动力响应研究

基于AQWA的单点软刚臂系泊浮体的水动力响应研究随着海洋资源开发进程的不断深入,各类海洋作业平台相继投入使用。

当前我国海洋生产平台上均通过自建的发电机组供电,由于其存在诸多不足,因此考虑利用专门的浮式平台为其提供能源,并采用单点软刚臂系泊。

由于软刚臂系泊的船体通常具有较大的运动响应,为研究系泊船在海上作业的安全性,本文基于AQWA软件开展了系泊船的水动力响应研究,分析其在海洋环境荷载下的运动及其软刚臂系泊力的规律。

本文首先开展了系泊船频域下的数值计算,得到运动幅值响应算子、一阶波浪力、附加质量、辐射阻尼等水动力参数,比较分析了不同水深、吃水和入射方向下运动性能。

建立系泊船与软刚臂系泊系统的多刚体耦合动力分析模型,对系泊船在不规则波浪和风浪流组合荷载下进行了时域模拟计算,分析了系泊船在不同风浪流组合下运动和系泊荷载响应规律,分析了不同吃水、水深、重现期、压载水质量下极限海况的船体运动以及软刚臂系泊力响应,主要得到下结论:(1)水平面内的运动响应RAOs随频率增加而迅速减小,水深的变化对RAOs的影响并不明显;在波频以及高频范围内,垂直面内RAOs随着水深吃水比的减小而减小。

(2)随着水深吃水比的减小,附加质量和辐射阻尼有大幅增加,特别是垂直面内的运动模态,其增大趋势十分明显。

(3)风浪流作用下,船体的平衡位置主要取决于风、流方向,与浪向关系较小。

(4)在迎风、顶浪条件下,随着流荷载与船体初始艏向夹角的增大,船体运动幅值增大;在迎风、斜浪条件下,船体运动幅值随夹角的增大反而减小,以船体的横向运动(横荡、横摇、艏摇)表现较为明显。

在风浪同向、横流,以及迎风、斜浪、无流或斜流情况下系泊船运动响应及软刚臂系泊力最大,可认为较为危险的荷载组合。

(5)在千年一遇及万年一遇风浪流荷载作用下,X-Z平面运动(纵荡、升沉、纵摇)大幅增加,发生软刚臂与船艏的剧烈碰撞,产生远超设计值的系泊力极大值。

(6)吃水的增加引起的船舶的运动响应与系泊力的增加不大。

基于AQWA的游艇水动力分析方法

基于AQWA的游艇水动力分析方法-机械制造论文基于AQWA的游艇水动力分析方法撰文/ 广东海洋大学工程学院黄斯慧吕鸿冠黄技李志安利用海洋工程水动力分析软件AQWA，在线性波浪条件下对一艘游艇进行水动力分析，得到该游艇在不同海浪入射方向上的转动力矩及船体外板应力的时域变化规律，为游艇的前期设计及建造过程提供一种思路。

一、引言游艇是一种新型的高级水上娱乐消费品，它集日常居家、海上观光和休闲娱乐等功能于一身，满足个人及家庭享受生活的需要。

我国的游艇产业发展只有十几年，相对欧美等发达国家，我国的游艇建造技术仍然处于相对落后的阶段。

但是，随着我国经济的迅猛发展，游艇产业形势日益乐观，特别是对于富裕阶层的消费者，游艇已经成为必不可少的娱乐消费品。

由于游艇是一种较新的海上航行器，目前大部分船舶建造规范仍然不涉及游艇领域。

直到近几年，中国船级社CSS 颁布了《游艇入级与建造规范》等文件，才让游艇的建造过程相对规范化。

但是，由于游艇结构的特殊性及功能的定制性，当面对广大消费者的独特设计需求时，游艇的结构强度与航行性能一直困扰着游艇工程师。

因此，寻找一种新的计算游艇水动力性能的方法对我国的游艇产业的发展及游艇的安全性能有巨大的现实意义。

二、AQWA 简介AQWA 是一款海洋工程水动力性能的计算软件，在日常的生产设计中，AQWA 主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析的需求。

AQWA 的分析范围从桅、桁到FPSOs，从TLPs 到半潜水系统，从停泊系统到救生系统，从渔船到大型船舶以及结构与流体间交互作用。

AQWA 的计算模块覆盖流体分析的全部范围：AQWA-LINE 主要用于分析流体的衍射、辐射（包括浅水效应）；AQWA-FER 主要用于分析具有随机波的频域；AQWA-DRIFT 主要用于分析具有随机波（包括慢漂流）的时域；AQWA-NAUT 主要用于分析具有宽大波的非线性时域；AQWA-LIBRIUM 主要用于分析包括停泊线的静动稳定性。

悬链线构件的有限元方法

悬链线构件的有限元方法王瀚;解德【摘要】The catenary component is widely applied on ships and ocean engineering structures. Whether it is for the mooring line of dockside ships, the anchor moored positioning, or various mooring structures with different deep-sea catenary structures (such as deep-sea flexible risers, deepwater mooring systems, deep-sea steel catenary risers, etc.), as well as the mooring force response of the entire structure are of par-ticular significance. To be more specific, the catenary component in the mooring system is obviously a non-linear structure geometrically, while the accuracy of the stress analysis of the catenary is particularly impor-tant. The stiffness matrix and node force vector of the catenary element can be gained based on the flexibili-ty matrix obtained from static analytical solutions of the catenary. Finally, the catenary element is estab-lished by using the UEL (User Defined Element) from commercial finite element software ABAQUS. The re-sult is seen to be fully consistent with the analytical solution and the experimental results. In brief, it induc-es creativity to the direct calculation method of solving various complex catenary component problems.%悬链线构件在船舶与海洋工程中是广泛存在的一种结构,无论是船舶码头旁靠、锚泊定位中的系泊线,还是各种系泊结构物中各种深海悬链线结构(如深海柔性立管、深海锚泊系统、复合材料悬链线立管等)的系泊力响应,对整个结构物都显得非常重要.其中,由于悬链线构件具有很强的几何非线性,其受力分析的精度对其运动响应的分析尤为重要.根据悬链线构件静力分析,得到悬链线单元的柔度矩阵,从而进一步推导出悬链线单元的刚度矩阵和单元节点力向量,最后以商业有限元软件ABAQUS的用户自定义单元(UEL)为工具,开发出悬链线单元.结果显示:运用此单元得到的简单悬链线结构的数值解与解析解完全一致,同时也基本符合实验结果,为解决各种复杂悬链线构件问题的直接计算法提供了一种新的思路.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2015(010)006【总页数】5页(P34-38)【关键词】系泊系统;悬链线单元;几何非线性;实验验证【作者】王瀚;解德【作者单位】华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉 430074;船舶与海洋水动力湖北省重点实验室,湖北武汉 430074;高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】U66321世纪是海洋的世纪，海洋中蕴含了大量的资源，如今海洋开发正在向深海发展［1］。

乏燃料运输船旁靠浮动核电厂水动力耦合分析

乏燃料运输船旁靠浮动核电厂水动力耦合分析
吴述庆;郭健;齐江辉
【期刊名称】《核科学与工程》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】乏燃料运输船与浮动核电厂组成的旁靠浮式系统,其水动力响应是一个复杂的工程问题。

本文基于三维势流理论对乏燃料运输船旁靠浮动核电厂时,浮动核
电厂的运动响应预报,并针对特定频率下幅值响应出现显著增大的现象,采用在两船
水域之间添加加盖阻尼的方法有效抑制了间隙水体共振引起船体运动的伪共振现象。

并研究分析不同浪向和船体间距时两船之间的水动力耦合效应,对乏燃料运输船旁
靠浮动核电厂的方案设计具有工程指导意义。

【总页数】7页(P220-226)
【作者】吴述庆;郭健;齐江辉
【作者单位】武汉第二船舶设计研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL48
【相关文献】
1.压水堆核电厂乏燃料转运系统工艺分析
2.压水堆核电厂乏燃料组件源项计算分析
3.压水堆核电厂乏燃料组件源项计算分析
4.压水堆核电厂乏燃料后处理平准成本分析
5.压水堆核电厂乏燃料水池γ剂量率变化分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

旁靠系泊油船水动力相互作用分析

旁靠系泊油船水动力相互作用分析
付强;王宏伟;解德
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2012(041)004
【摘要】为了研究多浮体水动力相互作用下的波浪载荷和船体响应,针对旁靠系泊的穿梭油船与FPSO进行模拟计算.其中二阶波浪力采用近场方法求解.计算分析发现,由于屏蔽效应的影响,穿梭油船上的波浪绕射力受水动力相互作用的影响较大,平均二阶波浪漂移力在波频的高频段受水动力相互作用影响显著,在低频段几乎不受影响,而附加质量和辐射阻尼以及船体响应的RAO受影响则较小.另外,随着穿梭油船与FPSO相对距离的小范围变化,水动力相互作用的影响并没有太大的差别.【总页数】5页(P16-20)
【作者】付强;王宏伟;解德
【作者单位】华中科技大学船舶与海洋工程学院,武汉430074;哈尔滨工程大学深海工程技术研究中心,哈尔滨150001;华中科技大学船舶与海洋工程学院,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】U674.13
【相关文献】
1.基于有限元的25000吨成品油船船体拖带及系泊支撑结构强度分析 [J], 顾俊
2.不同系泊模式LNG旁靠超大型FSRU系泊系统设计及水动力性能分析 [J], 谷家
扬;章培;彭贵胜;李文贺;杨利春;郭小天
3.基于AQWA的旁靠油轮水动力相互作用研究 [J], 刘元丹;熊治国;刘敬喜;解德
4.LNG燃料加注船旁靠系泊领域专利技术分析 [J], 卢冬冬;吴洁;姚潇
5.LNG旁靠FSRU码头系泊的水动力性能试验研究 [J], 齐奎利;赵亚坤;刘磊;甘少炜;罗肖锋;田新亮
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于AQWA的大型游船码头系泊水动力性能分析

第38卷第05期2017年05月中国水运ZhongGuoShuiYunVol.38No.05May.2017随着世界经济的不断发展，人们收入的不断增加，海上旅游业不断兴旺，旅游船队的规模不断地增大，内河与海上的旅游观光人数越来越多，乃至到现在，海上旅游已经成为了欧洲以及亚洲人的一种时尚。

在豪华游轮发展的同时，其系泊系统在安全中占据了比较重要的一部分，豪华游轮的系泊系统是船舶停靠和港口设计需要考虑的重要问题之一。

国内对于船舶码头系泊的研究相对较晚，始于20世纪年代90后期，主要采用了物理模型试验、数值模拟的方法对影响船舶系缆力的海洋动力因素、船舶因素进行了相关研究。

本文应用多体水动力学软件AQWA ，针对码头与大型游船组成的靠帮系泊系统，基于三维势流理论，在考虑船和码头间水动力相互作用的情况下，计算靠帮系泊时船舶所受到的波浪载荷，并与不考虑船和码头水动力相互作用的计算结果进行对比分析。

1计算流程及理论基础本文采用ANSYS 中的AQWA 模块进行计算，首先通过AN⁃SYS 软件进行建模，然后生成DAT 文件，导入AQWA 中进行水动力分析。

AQWA-LINE 通过数值求解以下运动方程，计算客船在规则波作用下的响应，即RAOs(幅值响应算子)，见式(1)：()()()()()w w w w w F X Ks X C X Ma X Ms =+++×××（1）式中:S M ——为结构质量矩阵；a M ——为水动力附加质量矩阵；C ——为系统线性阻尼矩阵；s K ——系统总刚度矩阵；F ——系统所受的波浪力(单位波高)；X ——幅值响应算子(Raos )；w ——为入射规则波频率。

2大型游船码头系泊系统模型2.1大型游船主尺度参数码头系泊游船的主尺度参数如表1所示。

码头的主尺度参数如表2所示。

根据游船船型值建立船体和码头面域模型并划分网格，船舶及码头示意图如图1所示。

2.2码头系泊缆及护舷布置本文研究的对象游船码头系泊共有8根系缆绳，其中船艏缆和船尾缆各两根，船中横缆四根交叉进行系泊。

基于AQWA的自升式钻井平台水动力响应分析

基于AQWA的自升式钻井平台水动力响应分析张大朋;白勇;张彩悦;朱克强【摘要】由于海洋环境变化的多样性,自升式钻井平台在风、浪、流联合作用下的动力学响应是十分复杂的.参照某自升式钻井平台具体参数,结合该平台在位运行时的具体过程,综合考虑风、浪、流等环境荷载作用和系泊系统的布局形式,利用ANSYS/AQWA模块建立了平台的水动力分析模型,对平台的系泊特性进行了水动力响应分析,得到了系泊缆索不同预张力工况下的平台主体六个自由度的动力学运动响应特性.结合仿真结果对该平台系泊工况下的水动力特性进行了频域和时域的初步分析研究.计算分析所得结论对具体工程实践有一定的指导意义.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2019(045)004【总页数】7页(P33-39)【关键词】自升式钻井平台;水动力响应;系泊系统;运动响应;AQWA【作者】张大朋;白勇;张彩悦;朱克强【作者单位】浙江大学建工学院,浙江杭州 310058;浙江大学建工学院,浙江杭州310058;山东师范大学数学与统计学院,山东济南 250358;宁波大学海运学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文1 概述在海洋石油资源的勘探开发中，自升式钻井平台以其适应能力强、工作稳定性好的优点而得到普遍的应用[1-2]。

自升式钻井平台经拖轮拖至作业区域后需系泊定位才能放下桩腿，系泊系统是海上浮式结构不可或缺的组成部分，直接关系到此浮式结构能否正常作业。

掌握在波浪、海流、重力和风等复杂海洋环境载荷的作用下自升式钻井平台的运动响应规律及系泊缆绳的系泊张力变化规律，对于实际海洋工程开发有着十分重要的意义。

关于浮式结构的系泊系统在环境力作用下的运动及其系泊荷载的计算，国内外都做了大量的研究工作[3-6]。

系泊时系泊缆索与平台主体发生刚柔耦合作用。

各个系泊缆索与海洋平台在动力响应上也是相互耦合的，而整个系泊系统的强非线性增加了解决这一耦合问题的难度。

因此，研究自升式钻井平台在恶劣海洋环境作用下的运动性能对于保障平台全寿命安全服役具有重要意义。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｔｌｂｌｈｄｏｙａｃｒｓｏｓｆｔｅｓｄｅ－ｙ－ｉｅｍｏｒｎｇｓｓｅｂｔｅＰＳＯａｄａＬＮＧａｒｅｓｈｅｇｏａｙｒｄｎｍｉｅｐｎｅｏｈｉ－ — ｄｏｉｙｔｍｅｗｅｎａＦｂｓｎｃｒｉｒｉ
关键词：多体水动力学；旁靠系泊系统；水动力耦合
中图分类号：Ｕ６．６１３文献标识码：Ａｄｉ１．４４ｊｉｎ１７－６９２１．５０３ｏ：０３０／．ｓ．６２７４．０２０．０ｓ文章编号：１７ — ６９２１）５０ｌ－５６２７４（０２０ — ０３０
ｃｌｕａｅｙｕｉｇｍｕｔｂｄｙｒｄｎｍｉｏｗｒａｃｌｔｄｂｓｎｌ・ｏｙｈｄｏｙａｃｓｆａｅＡＱＷＡ，ｂｓｄｏｈｈｅ —ｉｎｉｎｌｐｔｎｉｌｉｔａｅｎｔｅｔｒｅｄｍｅｓｏａｏｅｔａ
第３４卷第５期
２１０２年５月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ．４．Ｎｏ５１３．
Ｍａｙ，２２０１
ＳＩＣＩＨＰＳＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
基于ＡＷＡ的旁靠油轮水动力相互作用研究Ｑ
刘元丹，熊治国，刘敬喜，解德
２ＣｉａＳｉｖｌｐｎｎｓｇｅｔｒ．ｈｎｈｐＤｅｅｏｍｅｔａｄＤｅｉｎＣｎｅ，Ｗｕａ３０４，Ｃｉａｈｎ４０６ｈｎ）
Ａｂｓｒｔ：ｔａｃ
Ｔｄｏｙａｃｒｓｏｓｆｔｅｓｄ — ｙｓｄｅｍｏｒｎｙｔｍｓａｖｒｏｐｅｒｂｅ，ｈｅｈｙｒｄｎｍｉｅｐｎｅｏｈｉｅｂ — ｉｏｉｇｓｓｅｉｅｙｃｍｌｘｐｏｌｍ
（．ｌｇｆＮｖｌＡｒｈｔｃｕｅａｄＯｃａｎｉｅｒｇ１ＣｏｌｅｏａａｃｉｔｒｎｅｎＥｇｎｅｉ，ｅｅｎ
ＨｕｚｏｇＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙ，Ｗｕａ０７ａｈｎｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｈｎ４３０４，Ｃｈｎｉａ；
ｂ —ｉｅｍｏｒｇｓｓｅａｈｅｅｒｈｏｊｃｓＷｉｏｓｄｒｔｎｏｅｅｆｃｆｙｒｄｎｍｉｎｅａｔｎ，ｙｓｄｏｉｙｔｍｓｔｅｒｓａｃｂｅｔ．ｔｃｎｉｅａｉｆｔｆｔｄｏｙａｃｉｔｒｃｉｎｈｏｈｅｏｈｏ
ｔｅｈｄｏｙａｃｒｓｏｓｆｅｃｔｕｔｒｌｅｃｕｌｄｏｔｅｔｕｔｒｓＴｈｓｐｐｒｔｋｓｔｅｓｄ — ｈｙｒｄｎｍｉｅｐｎｅｏａｈｓｒｃｕｅｗｉｌｂｏｐｅｆｏｈｒｓｒｃｕｅ．ｉａｅａｅｈｉｅ
ｔｏｙＴｈｅｕｌｓｏｔｉｅｒｏｈｅｒ．ｅｒｓｔｂａｎｄａｅｃｍｐａｅｔｈｏｅｒｇｒｌｓｆｈｄｏｙａｃｉｔｒｃｉｎ．ｔｉｈｏｈｔｒｄｗｉｈｔｓｅａｄｅｓｏｙｒｄｎｍｉｎｅａｔｏＩｓｓｗｎｔａｔｅｙｒｄｎａｉｉｔｒｃｉｎａｎｔｅｇｏｅ．Ａｎｔｅｈｈｄｏｙｍｃｎｅａｔｏｃｎｏｂｉｎｒｄｄｈｎ，ｔｅｍｐａｔｎｙｒｄｙａｃｅｏｍａｃｈｉｃｏｈｄｏｎｍｉｐｒｒｎｅｆ
相互作用的计算结果进行对比分析。结果表明，旁靠系泊系统水动力相互作用是不可忽略的。同时也分析了不同旁靠间距对水动力性能的影响，果发现旁靠间距只在中高频段时对水动力性能的影响较大。研究结果可为旁靠系统结系泊方案的设计和研究提合影响。针对两旁靠ＦＳＰＯ和ＬＧ运输船组成的旁靠系泊系统，基于三维势流理论，用多体水动力学Ｎ应
软件ＡＷＡ，考虑两船间水动力相互作用的情况下，计算两旁靠船舶所受到的波浪载荷，并与不考虑两船水动力Ｑ在
（．中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉４０７；１华３０４２中国舰船研究设计中心，湖北武汉４０６）．３０４
摘要：船舶旁靠系统的水动力响应是一个非常复杂的工程问题，系统中每一个结构的动力响应会受到其
Ａｎａｙｉｎｈｙｏｙｍｉｎｅａｔｏｅｗｅｎｓｄｅｂｙｓｄｅｍｏｒｎｇｔｎｒｌｓｓｏｄｒｄｎａｃｉｔｒｃｉｎｂｔｅｉｉｏｉａｋｅｓ
ＬＵＹｕｎｄｎ，ＸＩＩａ —ａＯＮＧＺｉｇｏ，ＬＵＪｎ．ｉ，ＸＩｈ．ｕＩｉｇｘＥＤｅ