ANSYSAQWA基礎(chǔ)培訓(xùn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1ANSYSAQWA基礎(chǔ)培訓(xùn)基礎(chǔ)培訓(xùn)重要第1頁/共153頁第2頁/共153頁LIBRIUMFERNAUTDRIFTLINE模塊之間相互關(guān)系模塊之間相互關(guān)系WAVEASAS(FE model) 波浪力波浪力通過通過wave傳遞波浪力傳遞波浪力頻域分析法頻域分析法時(shí)域分析法時(shí)域分析法運(yùn)動(dòng)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)變形響應(yīng)變形響應(yīng)第3頁/共153頁AQWA模塊介紹LIBRIUMWAVEASAS(FE model) 模塊之間相互關(guān)系模塊之間相互關(guān)系A(chǔ)NSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY1第4頁/共153頁AQWA模塊介紹流程LIBRIUMWAVEASAS(FE model)

2、 ANSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY3&DAY4DAY2第5頁/共153頁第6頁/共153頁第7頁/共153頁Moored TankerSemi Sub典型典型AQWA 模型模型第8頁/共153頁TransportationFPSOSparShip in channel典型典型AQWA模型模型第9頁/共153頁ANSYS-to-AQWA 界面界面第10頁/共153頁AGS 型線網(wǎng)格生成型線網(wǎng)格生成第11頁/共153頁Force & Response CurvesShear Force & Bending MomentAGS 后處理工具后處理工具第12頁/

3、共153頁P(yáng)ressure contourWave surface contour船體周圍浪的變化形式。Diffracted wave surface勢表面以下的壓力變化AGS 后處理后處理第13頁/共153頁第14頁/共153頁0zyW.L.x第15頁/共153頁X axisWave direction (or current, wind)positive angle入射波波角Y第16頁/共153頁yxvq第17頁/共153頁第18頁/共153頁第19頁/共153頁第20頁/共153頁第21頁/共153頁第22頁/共153頁第23頁/共153頁第24頁/共153頁第25頁/共153頁第26頁

4、/共153頁第27頁/共153頁DVVCCXFda5 . 0)1 (.第28頁/共153頁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-phase(Radiation damping

5、)F()K.xMa().xC().x第29頁/共153頁第30頁/共153頁第31頁/共153頁)(02V0).(nVs第32頁/共153頁02gzwatershallowforbedseadzatzwaterdeepforzwhen)(00第33頁/共153頁potentialorder 2nd.Momentum.onAccelerati).(BegralWaterline)cos(.000)2(.214141)(SjisjiSjiSWLjijiijdSntXgRMdSntXdSndlngP)(ijQ 同上表達(dá)式同上表達(dá)式第34頁/共153頁tp第35頁/共153頁第

6、36頁/共153頁SdpdSVVdtVSdpdVdtdFRRRSnSnSnstrc)2(第37頁/共153頁.0202)2(.).(5.05.0gsSSWLrstrcXRMdSntXdSndlngF第38頁/共153頁第39頁/共153頁第40頁/共153頁第41頁/共153頁第42頁/共153頁第43頁/共153頁第44頁/共153頁第45頁/共153頁第46頁/共153頁第47頁/共153頁第48頁/共153頁第49頁/共153頁第50頁/共153頁第51頁/共153頁第52頁/共153頁第53頁/共153頁第54頁/共153頁JOB MESH LINETITLE MESH FROM LI

7、NES 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) . . . . END02PMAS 0 (1)( 999)( 1)(

8、 1) 02 FINIDeck 0: overall admin. Parameter全局控制Deck 1: 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定義* 999 for PMAS node質(zhì)量單元Deck 2: Element 定義分析段指定Symx：只對表面單元有效。如果有其它單元，要建立整體模型單元。第55頁/共153頁013307 168.643 20.426 10.014Nod50199999 168.643 20.426 10.014第56頁/共153頁 03 MATE END03 1 3.32100E8 0.000000 0.000000 04 GEOM END04PMAS 1 3.6253E11 0.000

9、000 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: 定義分析單位制全局變量 see App. A定義波浪入射角度（度）和頻率, 升階Deck 3: 定義材料參數(shù)定義重心位置相對水線面位置

10、第57頁/共153頁第58頁/共153頁第59頁/共153頁第60頁/共153頁第61頁/共153頁Deck Header (compulsory)Depth, G, (water): UNITSAQWA stage1介紹第62頁/共153頁第63頁/共153頁第64頁/共153頁碟形單元碟形單元第65頁/共153頁AQWA stage2介紹第66頁/共153頁第67頁/共153頁第68頁/共153頁第69頁/共153頁第70頁/共153頁第71頁/共153頁Wave surface contour plotsNote: LDOP card in ALTANK2.dat file run AG

11、S (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; (7) Point Cursor to a s

12、pecified location to show the digital value at that point.第72頁/共153頁第73頁/共153頁第74頁/共153頁 Diffracted Wave Surface輸出文件說明查看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; (4) Select (in Model

13、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 & Diffracted Wave Surfa

14、ce (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75頁/共153頁第76頁/共153頁第77頁/共153頁Warnings in AQWA LINE runGeneral warnings requirements reasonNo. of elements 12000solution

15、 timeNormals point out modelling conventionNo gapsforce balanceFacets cannot cut surface solution requirementDimensions KR good practice第78頁/共153頁Warnings in AQWA LINE runStage #1 checks (Geometric properties)Area ratio of adjacent elements , Element centres at least one facet radius apart 。單元中心距離大于

16、。單元中心距離大于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79頁/共153頁Warnings in AQWA LINE runStage #2 checks (hydrodynamic)Longest side 0.5.rf (use non-diffraction elements otherwise)Warning if node

17、s not connected to another element (for pressure contour, NPPP in Deck 0 no warning appears)Minimum wave frequency (rad/s) G：重量加速度。：重量加速度。D：水深：水深決定最小頻率值決定最小頻率值dg /*.050第80頁/共153頁第81頁/共153頁AQWA模塊介紹流程LIBRIUMWAVEASAS(FE model) ANSYSAGSFERNAUTDRIFTLINEEXCELFEMGVDAY3&DAY4DAY2第82頁/共153頁第83頁/共153頁第84頁/共153

18、頁第85頁/共153頁第86頁/共153頁第87頁/共153頁第88頁/共153頁第89頁/共153頁X axisWave direction (or current, wind)positive angle入射波波角第90頁/共153頁第91頁/共153頁第92頁/共153頁Ns1Nd3Nd1, Nd2Nd4Ns2第93頁/共153頁約束條件 (deck 12)第94頁/共153頁約束條件 (deck 12)JOB CON5 NAUT TITLE Articulated Structures OPTIONS REST END RESTART 1 5 01 COOR 01 1 0.0 0.0

19、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)(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

20、) 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95頁/共153頁約束條件 (deck 12) 03 MATE 03 1 2.86913E8 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

21、.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 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

22、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 socketUniversal jointFrom St#0 to St#1第96頁/共153頁第97頁/共153頁第98頁/共153頁第99頁/共153頁第100頁/共153頁第101頁/共153頁第102頁/共153頁第103頁/共153頁第104頁/共153頁第105頁/共153頁第1

23、06頁/共153頁第107頁/共153頁第108頁/共153頁第109頁/共153頁第110頁/共153頁第111頁/共153頁第112頁/共153頁第113頁/共153頁第114頁/共153頁第115頁/共153頁第116頁/共153頁第117頁/共153頁)()(jjjjXFXKXX11K 系統(tǒng)剛度矩陣系統(tǒng)剛度矩陣 F 力矩陣力矩陣程序迭代至程序迭代至 X=|Xj+1-Xj| 系統(tǒng)給定容差系統(tǒng)給定容差第118頁/共153頁填寫 RESTART card調(diào)用AQWA-LINE結(jié)果文件第119頁/共153頁第120頁/共153頁JOB TANK LIBRTITLE SINGLE TANKER

24、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 1.0E13 1.00E10 END09YRDP 4 305 2500.0JOB card重啟動(dòng)讀取line數(shù)據(jù)庫 Deck 9: Drift Motion Parameters (drift freq.) (drag, diagonal added mass/damping)讀風(fēng)和浪的阻尼系數(shù)

25、第121頁/共153頁 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 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

26、 13WIND 25.00 315.0 END13PSMZ 0.3000 2.0000 4.000 8.000方向域?qū)?yīng)AQWA-LINE定義的方向 號Deck 11:envirn.; Deck 12:constraints; Deck13: spectrum第122頁/共153頁 14 MOOR 14LINE 1 5001 0 6001 1.50E6 142.0 結(jié)構(gòu)1，節(jié)點(diǎn)5001，0固定點(diǎn)，6001，拉伸剛度，纜的長度需要初始剛度：即繩子的長度要比兩點(diǎn)的距離小，才能有初始剛度。 14LINE 1 5002 0 6002 1.50E6 142.0 14LINE 1 5003 0 6003

27、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船體初始位置 END 16 LMTS END16MXNI 200 17 NONE 18 NONE 19 NONE 20 NONE Deck 14: 纜索系統(tǒng)Deck 16: 迭代參數(shù)Deck 15初始位置第123頁/共153頁第124頁/共153頁q.6665646362615655545352514645444342413635343332312625242322211615141312

28、11zzyyxxCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDragForce第125頁/共153頁AQWA LIBRIUM有用的選項(xiàng)STAT 只計(jì)算穩(wěn)性（只計(jì)算穩(wěn)性（static stability）DYNA只計(jì)算動(dòng)穩(wěn)性（只計(jì)算動(dòng)穩(wěn)性（dynamic stability）LSTF 線性剛度，直接調(diào)用線性剛度，直接調(diào)用AQWA-LINE計(jì)算得到的水靜力剛度計(jì)算得到的水靜力剛度PBIS 每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)據(jù)每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)據(jù) (每個(gè)每個(gè)step輸出所有數(shù)據(jù)輸出所有數(shù)據(jù))In JOB card Deck 0In OPTIONS card Deck 0第126頁

29、/共153頁Structure number in AL*1第127頁/共153頁Example 2: 修改浮體結(jié)構(gòu)的阻尼和剛度修改浮體結(jié)構(gòu)的阻尼和剛度 (1) 拷貝 ALTANK3.DAT 新文件命名為 ALTANK4.DAT; (2) 刪掉刪掉Deck 6中所有的波浪頻率和方向中所有的波浪頻率和方向 將這個(gè)卡片改為將這個(gè)卡片改為 06 FDR1 06FILE ALTANK2.HYD 06CSTR 1 END06CPDB (3) 增加新阻尼系數(shù)（加阻尼后用CRNM重新計(jì)算運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (CRNM option needed for RAO recalculation); 07 WFS1 07ZC

30、GE 0.0000 END07FIDD 1.000E09 (4) 運(yùn)行l(wèi)ine求解器求解 ALTANK4.DAT (which takes a few seconds). 使用AGS對比下 ALTANK3 和 ALTANK4 中的RAOS值 (merging curves)New card to add dampingstart from Column 51 for roll damping第128頁/共153頁第129頁/共153頁第130頁/共153頁第131頁/共153頁第132頁/共153頁第133頁/共153頁第134頁/共153頁第135頁/共153頁第136頁/共153頁)()(

31、.tFtXMs第137頁/共153頁 Niiiiitxkatxz1cos),( equal areas第138頁/共153頁DRIFT 與NAUT對比 AQWA-DRIFT AQWA-NAUT基于二階波浪力，用攝動(dòng)方法，認(rèn)為浪是小浪基于二階波浪力，用攝動(dòng)方法，認(rèn)為浪是小浪只能計(jì)算隨機(jī)波只能計(jì)算隨機(jī)波 常規(guī)波隨機(jī)波兼可常規(guī)波隨機(jī)波兼可線性水靜力剛度線性水靜力剛度 非線性水靜力非線性水靜力 /2階漂移力因子階漂移力因子 Froude-Krylov force2階階 incident wave忽略忽略2階項(xiàng)影響階項(xiàng)影響 (部分部分 2階效應(yīng)階效應(yīng))平均濕表面積平均濕表面積 Instantaneous

32、 wetted surface。第139頁/共153頁AQWA-DRIFT Example (ADTANK6)JOB TANK DRIF WFRQTITLE SINGLE TANKER WITH CABLE DYNAMIC OPTIONS REST PBIS CONV RDEP ENDRESTART 4 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

33、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 315.0 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每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)據(jù)每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)

34、據(jù)Convolution approach for radiation force。卷積積分，計(jì)算結(jié)卷積積分，計(jì)算結(jié)果更精確。果更精確。第140頁/共153頁AQWA-DRIFT Example (ADTANK6) 14 MOOR 14COMP 20 30 3 490. 510. 14ECAT 150.00 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

35、 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 20 NONE 定義時(shí)間步定義時(shí)間步定義輸出選項(xiàng)定義輸出選項(xiàng)第141頁/共153頁Drift有用的選項(xiàng)WFRQ包含波浪頻率（包含波浪頻率（wave frequency） (默認(rèn)只考慮默認(rèn)只考慮 Drift frequency)CONV卷積法卷積法MRAO運(yùn)動(dòng)只使用運(yùn)動(dòng)只使用RAOSTRAOTrans

36、ient RAOs. Re-calculates forces based on RAOs.Allows RAOs to be used with ConvolutionPBIS 每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)據(jù)每兩個(gè)積分步輸出一次數(shù)據(jù)RDEP讀取平衡位置讀取平衡位置FQTF使用全使用全QTF 矩陣矩陣(須須在在line中應(yīng)設(shè)置中應(yīng)設(shè)置CQTF)第142頁/共153頁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隨機(jī)波分析隨機(jī)波分析第143頁/共153頁AQWA NAUT有用的選項(xiàng)IRRE 隨機(jī)波分析隨機(jī)波分析 (強(qiáng)制使用卷積法強(qiáng)制使用卷積法)CONV使用卷積法使用卷積法LSTF線性剛度，直接調(diào)用線性剛度，直接調(diào)用AQWA-LINE計(jì)算得到的水靜力剛