本書(shū)著眼于軟件實(shí)際操作，在淺顯易懂的理論介紹基礎(chǔ)上對(duì)使用海洋工程浮體分析軟件AQWA進(jìn)行浮體分析進(jìn)行了詳細(xì)介紹并輔以工程實(shí)例，力圖以一種全新的方式將海洋工程浮體分析工程實(shí)際與工程軟件使用結(jié)合起來(lái)并呈現(xiàn)給大家。

本書(shū)分為六章，主要內(nèi)容包括：

第1章：主流分析軟件介紹。本章介紹了主要幾種主流的海洋工程浮體分析軟件的情況，比較了這幾種軟件的特點(diǎn)，著重介紹了AQWA軟件的發(fā)展歷史、主要功能以及運(yùn)行界面等情況；

第2章：海洋工程浮體分析理論基礎(chǔ)。本章結(jié)合工程實(shí)際簡(jiǎn)要介紹了海洋工程環(huán)境條件、流體動(dòng)力學(xué)、耐波性與系泊定位分析理論并穿插介紹部分常用規(guī)范；

第3章：經(jīng)典AQWA的建模。本章介紹了基于經(jīng)典AQWA進(jìn)行船體水動(dòng)力模型建模與混合水動(dòng)力模型建模的方法、主要流程以及部分建模技巧；

第4章：使用經(jīng)典AQWA進(jìn)行浮體分析。對(duì)經(jīng)典AQWA的運(yùn)行模式、命令卡片的含義等進(jìn)行了解釋，并以一個(gè)實(shí)例說(shuō)明使用經(jīng)典AQWA進(jìn)行浮體分析的主要流程與數(shù)據(jù)處理方法；

第5章：AQWA與Workbench。對(duì)基于Workbench進(jìn)行AQWA水動(dòng)力分析的運(yùn)行模式和方法進(jìn)行了介紹，并以一個(gè)實(shí)例說(shuō)明使用Workbench界面進(jìn)行浮體分析的主要流程與數(shù)據(jù)處理方法；

第6章：分析實(shí)例。以四個(gè)較為完整的實(shí)例對(duì)使用AQWA進(jìn)行多體水動(dòng)力分析、混合模型水動(dòng)力計(jì)算分析、靠泊分析、單點(diǎn)FPSO系泊分析的主要流程與方法進(jìn)行了介紹。

希望通過(guò)本書(shū)，能夠使初步接觸海洋工程浮體分析以及初次接觸AQWA軟件的朋友們能夠建立起浮體分析的基本概念與分析思路，快速地掌握軟件操作以及分析浮體問(wèn)題的方法。

本書(shū)在編寫過(guò)程中參閱了大量同行專家的著作與科研成果，在此向他們表示感謝。

限于編者水平，本書(shū)難免出現(xiàn)錯(cuò)誤與不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)，不吝賜教。

編 者

2017年7月

前言

第1章 主流分析軟件介紹 1
1.1 AQWA軟件簡(jiǎn)介 1
1.1.1 發(fā)展歷史 1
1.1.2 軟件理論基礎(chǔ)與主要功能 1
1.1.3 運(yùn)行界面 3
1.1.4 前處理 5
1.1.5 后處理 6
1.1.6 局限性 9
1.2 部分主流分析軟件介紹 9
1.2.1 WAMIT 9
1.2.2 MOSES 11
1.2.3 Hydrostar與Ariane 13
1.2.4 Sesam 16
1.2.5 OrcaFlex 18
1.3 軟件特點(diǎn)對(duì)比與發(fā)展趨勢(shì) 20
1.3.1 主要海洋工程軟件及其發(fā)展趨勢(shì)與
授權(quán)方式 20
1.3.2 浮體分析軟件功能對(duì)比 22
第2章 海洋工程浮體分析理論基礎(chǔ) 23
2.1 海洋工程環(huán)境條件 23
2.1.1 主要設(shè)計(jì)環(huán)境條件 23
2.1.2 全球各主要海區(qū)的環(huán)境條件特點(diǎn) 30
2.1.3 風(fēng) 38
2.1.4 波浪 42
2.1.5 流 55
2.1.6 設(shè)計(jì)水位 57
2.2 浮體載荷 58
2.2.1 風(fēng)載荷 58
2.2.2 小尺度結(jié)構(gòu)物上的波流載荷 60
2.2.3 浮體動(dòng)力學(xué)方程 65
2.2.4 靜水力載荷 68
2.2.5 波浪載荷特性與計(jì)算理論適用范圍 69
2.2.6 波浪載荷的周期特征 70
2.2.7 波頻載荷與波頻運(yùn)動(dòng) 71
2.2.8 平均波浪力 75
2.2.9 低頻波浪載荷 77
2.2.10 高頻波浪載荷 79
2.2.11 大尺度結(jié)構(gòu)物的流載荷 80
2.2.12 深吃水結(jié)構(gòu)物的渦激運(yùn)動(dòng) 81
2.3 耐波性與系泊定位 83
2.3.1 頻域分析 83
2.3.2 時(shí)域分析 85
2.3.3 系泊系統(tǒng)與懸鏈線理論 86
2.3.4 耦合分析方法與張力分析理論 98
第3章 經(jīng)典AQWA的建模 99
3.1 船體模型建模方法 99
3.1.1 型線圖及量取 99
3.1.2 通過(guò)ANSYS APDL建立計(jì)算模型 102
3.1.3 通過(guò)AQWA-Ags Line Plan建立
計(jì)算模型 110
3.2 ANSYS APDL建立混合水動(dòng)力模型 113
3.2.1 相關(guān)數(shù)據(jù)及建模準(zhǔn)備 114
3.2.2 建模過(guò)程 116
第4章 使用經(jīng)典AQWA進(jìn)行浮體分析 125
4.1 AQWA軟件內(nèi)部規(guī)則、文件組成與輸入
文件 125
4.2 AQWA文件系統(tǒng)與運(yùn)行模式 127
4.2.1 輸入輸出文件 127
4.2.2 經(jīng)典AQWA的運(yùn)行模式 127
4.3 JOB、TITLE、OPTIONS與RESTART 129
4.4 Data Category（DECK）用法與解釋 134
4.4.1 卡片1（Category1）定義節(jié)點(diǎn) 135
4.4.2 卡片2（Category2）ELM* 136
4.4.3 卡片3（Category3）MATE 142
4.4.4 卡片4（Category4）GEOM 143
4.4.5 卡片5（Category5）GLOB 144
4.4.6 卡片6（Category6）FDR* 146
4.4.7 卡片7（Category7）WFS* 149
4.4.8 卡片8（Category8）DRC* 155
4.4.9 卡片9（Category9）DRM* 156
4.4.10 卡片10（Category10）HLD* 158
4.4.11 卡片11（Category11）ENVR 162
4.4.12 卡片12（Category12）CONS 163
4.4.13 卡片13（Category13）
SPEC/WAVE 167
4.4.14 卡片14（Category14）MOOR 173
4.4.15 卡片15（Category15）STRT 183
4.4.16 卡片16（Category16）
TINT/LMTS/GMCH 184
4.4.17 卡片17（Category17）HYDC 188
4.4.18 卡片18（Category18）PROP 189
4.4.19 卡片19（Category19）ENLD 194
4.5 工作船的水動(dòng)力計(jì)算 195
4.5.1 數(shù)據(jù)輸入 195
4.5.2 數(shù)據(jù)結(jié)果后處理與分析 198
4.5.3 阻尼修正 203
4.6 給定海況下工作船的頻域運(yùn)動(dòng)分析 204
4.6.1 數(shù)據(jù)輸入 204
4.6.2 數(shù)據(jù)結(jié)果后處理與分析 206
4.7 工作船時(shí)域系泊分析 211
4.7.1 風(fēng)流力系數(shù)的定義 211
4.7.2 系泊系統(tǒng)布置 213
4.7.3 編寫運(yùn)行文件 214
4.7.4 程序運(yùn)行與結(jié)果后處理 217
第5章 AQWA與Workbench 225
5.1 分析流程與船體模型建模 225
5.1.1 界面組成與基本分析流程 225
5.1.2 模型的建立 227
5.2 水動(dòng)力計(jì)算 237
5.2.1 參數(shù)設(shè)置 237
5.2.2 水動(dòng)力計(jì)算與結(jié)果處理 245
5.3 頻域運(yùn)動(dòng)分析 252
5.3.1 參數(shù)設(shè)置 252
5.3.2 頻域分析與結(jié)果處理 255
5.4 時(shí)域系泊分析 256
5.4.1 參數(shù)設(shè)置 256
5.4.2 時(shí)域分析與結(jié)果處理 267
第6章 分析實(shí)例 276
6.1 多體耦合分析示例 276
6.1.1 圓柱與方駁多體耦合分析建模 276
6.1.2 圓柱與方駁多體耦合分析計(jì)算 283
6.2 半潛鉆井船的運(yùn)動(dòng)分析 286
6.2.1 拖曳力線性化 286
6.2.2 參數(shù)設(shè)置 287
6.2.3 拖曳力線性化及其影響 288
6.2.4 給定海況頻域運(yùn)動(dòng)分析 293
6.3 工作船靠幫系泊分析 295
6.3.1 系泊與護(hù)舷布置 295
6.3.2 多體耦合模型的建立 297
6.3.3 靠泊分析模型的建立 299
6.3.4 時(shí)域耦合分析結(jié)果處理 304
6.4 內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點(diǎn)FPSO的系泊分析 308
6.4.1 基本數(shù)據(jù)與風(fēng)流力系數(shù) 308
6.4.2 文件設(shè)置與預(yù)張力計(jì)算 315
6.4.3 系泊系統(tǒng)整體剛度 321
6.4.4 掃掠分析與工況設(shè)置 323
6.4.5 文件設(shè)置 325
6.4.6 計(jì)算結(jié)果處理與分析 328
命令查詢索引 332
后記 336
參考資料 337

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