水动力计算软件-AQWA-培训课件

25th–29thseptember2006AQWATRAININGCOURSE25th–29thseptember2006AQWA目录培训内容:AQWA程序分析能力理论背景模拟技术modellingtechniques分析过程分析数据的准备结果的输出内容和解释实例目录培训内容:客户RegulatoryBodiesABS(US),LloydsRegister(UK)OperatorsBP,USNavy,NavionEngineeringCompaniesJohnBrownHydrocarbons,KellogBrownandRootArupEnergy,FriedeandGoldmanMitsubishiHeavyIndustries,KawasakiHeavyIndustriesPIRauma,IntecWorleyEngineering,IHCGusto,SBM客户客户Consultants:ArmstrongTechnologyJPKennyJJMcMullenMoffatt&NicholNobleDentonHanPadronAtkinsAMOGD2MAtlantiaMossMaritimeInocean客户AQWA程序介绍AQWA的程序结构和分析能力AQWALINE-3-Ddiffraction&radiationanalysisprogramforwaveforceandstructureresponsecalculations;hydrostaticanalysisAQWALIBRIUM-Structureequilibriumpositionandforcebalancecalculations;eigenmodeanddynamicstabilityanalysisAQWAFER-Spectralanalysisofstructuremotion(wavefrequencyor/anddriftfrequency)andmooringtensioninirregularwavesAQWA程序介绍AQWA的程序结构和分析能力AQWA程序介绍AQWANAUT-TimedomainprogramforwavefrequencystructuremotionandmooringtensionanalysesinregularwavesAQWADRIFT-TimedomainprogramfordriftfrequencyandwavefrequencystructuremotionandmooringtensionanalysisinirregularwavesAQWAGraphicalSupervisor(AGS)-AQWApreandpostprocessor;on-lineanalysisAQWAWAVE-InterfacebetweenhydrodynamicprogramandFEprogramtotransferwaveloadsfromAQWALINEtoaFEmodelforstructuralstrengthanalysisAQWA程序介绍AQWANAUT-AQWA程序介绍LINELIBRIUMFERNAUTDRIFTWAVEASAS(FEmodel)GeneralRelationsbetweenProgramsAQWA程序介绍LINELIBRIUMFERNAUTDRITypicalAQWAModel(1)-MooredTankerTypicalAQWAModel(1)-MooreTypicalAQWAModel(2)-SemiSubTypicalAQWAModel(2)-SemiAQWAResult(1)-Force&ResponseCurvesAQWAResult(1)-Force&RespAQWAResult(2)-PressureContourAQWAResult(2)-PressureConAQWAResult(3)-ShearForce&BendingMomentAQWAResult(3)-ShearForceAQWALINE介绍AQWA-LINE是3D衍射和辐射分析程序通过大量的板格来描述结构在每个板格中心有源点（asource），程序会求解受到如下边界条件时源点的强度:没有水流穿过船体没有水流穿过海底板格为自由面这样就可以在任意点计算出压力和速度AQWALINE介绍AQWA-LINE是3D衍射和辐射AQWALINE理论AQWALINE的3D线性波理论假设流体无旋，不可压小波（smallwaveelevation）速度势能控制方程体的边界条件AQWALINE理论AQWALINE的3D线性波理论AQWALINE理论自由表面运动条件

线性化之后自由表面动力条件AQWALINE理论自由表面运动条件AQWALINE理论

线性化之后组合自由表面条件

海底边界条件AQWALINE理论 线性化之后AQWALINE理论辐射条件

辐射条件是一种物理状态，使波不会在错误的方向上传递，如水穿透船体，从而避免数上的不确定性。数值方法势能项的线性叠加

式中：下标I是入射波，d是衍射波,j=1,2,…,6是6个自由度的辐射波，x是单位波幅下结构的运动.AQWALINE理论辐射条件AQWALINE理论对于有限水深d，入射波的势能为式中k是波数，定义为:使用脉冲源分布（pulsatingsourcedistribution）求解衍射和辐射波势能

AQWALINE理论AQWALINE理论式中：

б是辐射体强度（sourcestrength）; S是入水结构面; (x,y,z)为流域中域点的坐标;(ζ,η,ς)是S上源点坐标; G为格林函数，是求解Laplace方程的基础，并且满足所有边界条件（除了体边界条件）.G可以表达为:

AQWALINE理论式中：AQWALINE理论

式中

pv表示积分的principalvalue;J0

是Bessel函数的第一项

AQWALINE理论 式中AQWALINE理论

在每个板格结构表面上的源强度（sourcestrength）假设为常数，通过体边界条件求解积分方程计算:

对于衍射势能，在结构表面由于入射势能产生的法向速度会变为零，而所减少的法向速度会转化为结构运动.

AQWALINE理论 在每个板格结构表面上的源强度（soAQWALINE理论压力和第一阶波浪力的计算

一旦计算了源点强度和势能，从线性化的Bernoulli方程中可以计算每个板格的水动力压力:

第一阶波浪力是通过在体表面上进行积分得到的

AQWALINE理论压力和第一阶波浪力的计算二阶平均漂浮力计算远场求解（Farfieldsolution）(动量守恒方法，只用于水平力）):

式中

SR是在流场结构周围的垂直圆柱边界其半径为R，

是SR的流体体积，

Themeanforceisthetimeaverageoftheaboveexpressionandthefirstordertermbecomeszero.Thepressureincludesthenon-lineartermintheBernoulliequationandthereforewillnotdisappear.

AQWALINE理论二阶平均漂浮力计算AQWALINE理论AQWALINE理论近场求解(压力对于六个自由度进行积分方法):

式中WL为水线位置;ζr

是相关波表面（relativewavesurfaceelevation）;S0水下结构表面;X结构表面的运动;MS

结构的质量;R是结构的旋转矩阵;

是结构中心加速度.

AQWALINE理论AQWALINE理论

QuadraticTransferFunction(QTF)Componentsatbothdifferenceandsumfrequencies

Eachwithrealandimaginaryparts

AQWALINE理论 QuadraticTransferAQWALINE理论

Inwhich

AQWALINE理论 InwhichAQWALINE理论运动方程

结构在波浪中的响应X是通过计算下面方程得到:

式中Ms

是结构质量,Ma

是附加质量,C是阻尼,K流体刚度,F是波浪力（包括衍射和辐射力）.

AQWALINE理论运动方程AQWA波概述波的类型: 1) 小波即线性波（AiryWaves） a=Acos(-ωt+kx) (ω:为频率，弧度/秒;k:波数)

在以下模块都有：AQWALINE,LIBRIUM,FER,DRIFT,NAUT 2) 2阶波（Stokes2ndOrderWaves） a=Acos(-ωt+kx)+0.5kA²cos2(-ωt+kx)

AQWANAUT模块缺省值用2阶波AQWA波概述波的类型: AQWA波概述波的类型(续): 3) 流量函数波(只用于深水和Morison单元) a) 载波表面压力为零；或者 b) 在波表面不运动。AQWA波概述波的类型(续): AQWA波概述波浪形式: 1) 规则波

用于AQWALINE,NAUT(缺省)2) 不规则波

通过定义波谱确定，用于AQWA

LIBRIUM,FER,DRIFT.不规则波也可以在NAUT中定义(withanIRREcardintheJOBdeck).

AQWA波概述波浪形式: AQWA波概述波浪形式(续):

在AQWA中的波谱类型:a. P-Mspectrumb. JONSWAPspectrumc. Userdefinedspectrumd. GaussianspectrumforCrossSwell不规则波可以是一下形式:a. 长波;或b. 短波,也就是aspreadsea(只用于AQWALIBRIUMandFER)

AQWA波概述波浪形式(续): 结构上的波力对于衍射结构(通过板单元来模拟) - 入射波力(Froude-Krylovforce):静止波压力产生（fromthepressureintheundisturbedwaves）. - 衍射力:由于固定结构干扰入射波产生.

- 辐射力：由于结构摆动产生的波产生.

- 平均漂浮力(netforceduetohighordereffect)结构上的波力对于衍射结构(通过板单元来模拟)结构上的波力对于Morison结构(用Morison单元模拟,egTUBEs) - Morison力(包括阻力，drag)是用Morison方程计算的。.结构上的波力对于Morison结构(用Morison单元模Morison力Morison力的计算方程

对于细长圆柱单元，例如管道单元，单元上单位长度的水动力可以用Morison方程计算:式中Ca和Cd是附加质量和单元的阻力（drag）系数；;

是每单位长度单元的体积，D是单元的直径.

Morison力Morison力的计算方程结构上的波力流体力水动力水静力波浪中的固定结构周围压力（入射波或Froude-Krylov力)结构对波的影响（衍射）静水中的运动结构（辐射力）In-phase(附加质量)Out-of-phase(辐射阻尼)F(

)K.xMa(

).x

C(

).x

结构上的波力流体力水动力水静力波浪中的固定结构周围压力（入射AQWA的总体坐标系定向特性:原点在静水线上Z轴的正方向是垂直向上X轴的正方向是右舷Y轴的正方向是根据右手法则z0zyxW.L.AQWA的总体坐标系定向特性:z0zyxW.L.AQWA的总体坐标系AQWA的总体坐标系是固定的参考轴，而与东、南、西、北等方向无关AQWA的总体坐标系AQWA的总体坐标系是固定的参考轴，而AQWA的方向AQWA中定义的波、风和水流方向是作为船体的行进方向.在定义的波浪(或水流、风)之间有角度时，角度是与X正方向逆时针转为正.中的方向是安度输入输出.XaxisWavedirection(orcurrent,wind)positiveangleAQWA的方向AQWA中定义的波、风和水流方向是作为船体的行AQWA坐标系的方向对于非对称结构，输入的方向的角度必须在范围内-180度到+180度内；对于X方向对称的结构，角度范围在0度到180度之间；对于X、Y方向对称结构，角度范围在0度到90度之间.yxvqAQWA坐标系的方向对于非对称结构，输入的方向的角度必须在范相位角InAQWALINE,

thephaseangle(Φ)ofaparameterdefinesthetimedifference(dt)fromthetimewhenwavecrestisattheCoGofthestructuretothetimewhentheparameterreachesitspeakvalue.(dt=Φ*T/360,whereTisthewaveperiod).正的相位角表示滞后于波.相位角InAQWALINE,thephaseangAQWA的文件名每个AQWA文件有三个部分:文件前缀（两个字母）-表示程序类型 al LINE ab LIBRIUM af FER ad DRIFT an NAUT运行的文件(最多六个字母)AQWA的文件名每个AQWA文件有三个部分:AQWA的文件名文件扩展名(三个字母)

文件扩展名说明文件类型(eg,.dat)

例如: altest.datAQWA的文件名文件扩展名(三个字母)输入数据(.dat)文件ThisisanASCIItextfilecontainingalltheinputdatanecessaryfortheStagesofAnalysisabouttobeexecuted.Thedataisinfixedformatandmustbeenteredusingatexteditor.Aneditorwhichallows80columnsofdatatobedisplayed,andwhichindicatesthecolumnnumberofthecurrentcursorposition,ishighlyrecommended.Note: Agraphicaluserinterface,whichallowsinteractivedatainputinauser-friendlyenvironment,iscurrentlyunderdevelopment.输入数据(.dat)文件ThisisanASCIIt列表文件(.lis)ThisisanASCIItextfilecontainingalltheoutputdata(intextform)fromtheStagesofAnalysiswhichhavejustbeenexecuted.Itcanbeexaminedusingatexteditor.列表文件(.lis)ThisisanASCIIte重启动文件(.res)Thisisabinaryfile,whichiswrittenbyalltheAQWAprograms,andwhichcontainsasummaryofthedataassociatedwithalltheStagesofAnalysiswhichhavesofarbeenexecuted.Examples: IfStages1to4havebeenexecuted,the

restart

filewillcontain: -modeldefinition -hydrodynamicdatabase -mainanalysisparameters重启动文件(.res)Thisisabinaryf水动力文件(.hyd)ThisisabinaryfilewhichiscreatedbyAQWA-LINEattheendofthediffraction/radiationanalysis(Stage3).ItcontainsthehydrodynamicdatabaseproducedbytheAQWA-LINErun.AttheendofStage3,thecontentsoftherestartandhydrodynamicsfilesare:

restartfile(RES)

hydrodynamicsfile(HYD) modeldefinition hydrodynamicdatabase hydrodynamicdatabase水动力文件(.hyd)Thisisabinary水动力文件(.hyd)Thehydrodynamicsfileisthereforeasub-setoftherestartfile.Theotherprogramsdonotcreateahydrodynamicsfile,buttheycanreadandusethisfile(onlywhenALDBoptionison,oraFILEcardwith*.HYDfilenameindeck6).水动力文件(.hyd)Thehydrodynamics定位文件Position(.posand.eqp)Botharebinaryfiles..eqpfile:

CreatedbyAQWALIBRIUMwhichstorestheequilibriumpositionsofasystemofstructures.ThisfilecanbereadinbyFER,DRIFTand

NAUTasthe

startpositionfortheanalysis(anoptionRDEPisrequired)..posfile:

CreatedduringatimedomainanalysisbyDRIFTorNAUTinwhichthepositions,velocities,etcofasystemofstructuresarestoredforeverytimestep.定位文件Position(.posand.eqp)BoAGS显示文件(.plt)Thisisabinaryfile,whichiscreatedduringamainanalysis(Stage5)andcontainseither:thetimehistoryofforcesandmotions(NAUT,DRIFT)orforcesandresponsesasafunctionoffrequency(FER,LINE)AGS显示文件(.plt)ThisisabinarAQWA文件类型每次运行AQWA都会包括多个文件。文件主要是后缀不同，一般的扩展名如下: .dat 输入数据文件(ASCII) .lis 输出列表文件(ASCII) .res 重启动文件(binary),输入、输出 .hyd 水动力文件(binary),输入、输出 .pos 输出定位（position）文件(binary) .plt 输出图形文件

(binary) .eqp 平衡位置文件(binary),输入、输出 .uss 源强度文件(binary),输入、输出AQWA文件类型每次运行AQWA都会包括多个文件。文件主要AQWA文件类型 .mes

outputmessagefile(ASCII) .pot potentialfile(binary),inputandoutput .pac

pressuresatcentroids(binary),output .vac velocitiesatcentroids(binary),output .msd

inputmassdistributionforBM/SF(ASCII) .sfm

inputmassdistributionforsplittingforces(ASCII) .lin inputfileforAGSmeshgenerator(ASCII) .wht inputfilespecifyingawaveheighttimehistory (ASCII) .wvt inputfilespecifyingawindvelocitytimehistory

(ASCII) .xft inputfilespecifyinganexternalforcetimehistory

actingonastructure(ASCII)AQWA文件类型 .mes outputAQWARestartStagesStage1 定义模型 Decks1to5Stage2 水动力数据 Decks6to8Stage3 衍射/辐射分*Stage4 主要分析参数

Decks9to20Stage5 主要分析**只是计算步骤AQWARestartStagesStage1 定义模Stage1Deck1 COOR 节点坐标Deck2 ELM* 单元定义Deck3 MATE 材料特性Deck4 GEOM 几何特性Deck5 GLOB 整体约束*结构编号Stage1Deck1 COOR 节点坐标Stage2Deck6 FDR* 规则波定义 (频率和方向)Deck7 WFS* 水动力特性

静水特性 AnalysisPositionDeck8 DRC* 漂流力系数*结构编号注:

在第二步输入的水动力特性是用修改或替代第三步AQWA-LINE的计算结果Stage2Deck6 FDR* 规则波定义

Stage3

该步是AQWA-LINE的主要分析，但只是一个程序计算过程而已.注: 在第二步输入的水动力特性是用修改或替代第三步AQWA-LINE的计算结果

Stage3

该步是AQWA-LINE的主要分析，但只是

Stage4

Deck9 DRM* 漂流运动参数Deck10 HLD* 船体阻力（Drag）系数Deck11 ENVR 环境参数Deck12 CONS 约束Deck13 SPEC 谱参数 WAVE 规则波参数(N)Deck14 MOOR 停泊线定义*StructureNumber

Stage4

Deck9 DRM* 漂流运动参数

Stage4(cont)

Deck15 STRT 初始条件

Deck16 TINT

时间积分参数(D,N) LMTS 迭代参数(B)Deck17 HYDC 管道的水动力参数Deck18 PROP 打印输出选项Deck19 NONE ReservedforfutureuseDeck20 NONE Reservedforfutureuse

Stage4(cont)

Deck15 STRT

Stage5

该步骤只是程序求解计算.

Stage5

该步骤只是程序求解计算.分析方法一般的分析方法是在AQWA-LINE中运行Stages1to3，然后在其它程序运行Stages4to5，例如AQWA-NAUT.实例:Step1: AQWA-LINE(Restart1to3)run

InputFiles

OutputFiles

altest.dat altest.lis altest.res altest.hyd altest.plt分析方法一般的分析方法是在AQWA-LINE中运行Stage分析方法(续)Step2: 文件拷贝

copyaltest.res abtest.resStep3: AQWA-LIBRIUM(Restart4to5)run

InputFiles

OutputFiles

abtest.dat abtest.list abtest.res abtest.res abtest.eqp

分析方法(续)Step2: 文件拷贝AQWA单元类型ThefollowingtypesofelementsareacceptedinAQWA: QPPL: Quadrilateralpanel TPPL: Triangularpanel TUBE: Tubeelement(circularcrosssection) STUB: Slendertubeelement(non-circularcross

sectionallowed) PMAS: PointmassAQWA单元类型ThefollowingtypesoAQWA单元类型 PBOY: Pointbuoyancy FPNT: Fieldpoint(forwavesurface

calculation),shouldonlybedefined

afterQPPLand

TPPL DISC: Circulardiscwithnothickness.

AnadditionalparameterDIFFisneededfordiffractingQPPLandTPPLelements.AQWA单元类型 PBOY: Pointbuoyancy

AQWALINE警告检查GeneralwarningsNo.ofelements6000:

solutiontimeNormalspointout: modellingconventionNogaps: forcebalanceFacetscannotcutsurface: solutionrequirementDimensions<KR:

goodpractice

AQWALINE警告检查GeneralwarningsAQWALINE警告检查Stage#1checksArearatioofadjacentelements<⅓

Aspectratio>⅓

Elementcentresatleastone facetradiusapart

Shapefactor<0.2–warningShapefactor<0.02–fatalerror

AQWALINE警告检查Stage#1checksWarningsinAQWALINEStage#2checksLongestside<1/7wavelength Fatalerrorifmorethan5%fail

DepthbelowWL>0.000273Dforreasonableno.of stepstoconvergence.DepthbelowWL>0.0000132. dittoDepthbelowWL>0.5.rf.√nzDistanceaboveseabedmustbe>0.5.rf

Warningifnodesnotconnectedtoanotherelement.

WarningsinAQWALINEStage#2AQWA-LINE的实例输入数据AQWA-LINE的实例输入数据AQWA-LINE实例输入数据(续)AQWA-LINE实例输入数据(续)定义Morison单元定义Morison单元AQWALINE的常用选项(1)DATA 用于检查输入数据(LBDFN)GOON 用于忽略一般警告(L)REST 定义开始过程(LBDFN)LDOP 载荷输出-输出.POT和.USS文件 用于压力计算(例如压力显示,SF/BM)(L)PRCE 为Decks1–5(LBDFN)设置打印项PPEL 为每个单元设置打印属性(LBDFN)AQWALINE的常用选项(1)AQWALINE的常用选项(2)NPPP 无压力后后处理－阻止节点连接警告ALDB Aqwa-Line数据库-readsinAQWA-LINE database–TAKECARENQTF 使用近场求解，用于漂浮力系数CQTF 计算QTF矩阵PFIX PartiallyFIXedAQWALINE的常用选项(2)AQWALINE后处理波表面云图显示

AQWALINE后处理波表面云图显示 AQWALINE后处理AirGap

AQWALINE后处理AirGap AQWALINE后处理压力云图AQWALINE后处理压力云图AQWALINE后处理衍射波表面

AQWALINE后处理衍射波表面 AQWA数据处理处理原因:

为了添加附加节点、单元、阻尼等，或者把多个数据库合并成一个，而不重新完全运行AQWA-LINE分析.处理过程:

1)拷贝已有数据文件AL1.DAT，改名为AL2.DAT; 2)添加新节点，（非衍射）单元，附加阻尼

等(CRNM选项需要用RAO重新计算)到AL2.DAT文件。

AQWA数据处理处理原因: 为了添加附加节点、单元、阻尼等AQWA数据处理(续.1)

3) 删除deck 6中所有波频率和方向并改为:06FDR1

06FILE AL1.HYD 06CSTRN(NisthestructurenumberinAL1)END06CPDB

4) 在AQWA-LINE中运行AL2.DATAQWA数据处理(续.1) 3) 删除deck 6中所有AQWA数据处理(续.2)

For对于复杂结构数据和合并，新的AL*.DAT文件应该包括所有的结构定义，并且每个结构都有一个deck6，包括文件卡片中对于的文件名.

以上过程也可以应用于其它AQWA程序.AQWA数据处理(续.2)AQWA数据处理(续.3)JOBMESHNAUTTITLEASHIP+TUBESANDDISCSOPTIONSRESTENDRESTART1501COOR01000110.00.0002.00001000210.00.0000.000......END0109990.000.000-0.50002ELM102QPPLDIFF(1)(1)(2)(12)(11)02QPPLDIFF(1)(21)(22)(32)(31)......02TUBE(1)(101)(102)(1)(1)02DISC(1)(1)(2)(3)END02PMAS(1)(999)(2)(2)03MATE0317.8E3END0321.0E704GEOM04TUBE11.000.050.0004CONT0.751.0004DISC31.2004CONT1.141.00END04PMAS21.0E90.000.009.0E90.09.0E9

AQWA数据处理(续.3)JOBMESHNAUTAQWA数据处理(续.4)AQWA数据处理(续.4)相互作用的结构(1)

PFIX方法把漂浮模型和固定模型合并到一个结构中利用特殊的组编号999使用PFIX选项设置固定结构的‘基础’相互作用的结构(1) PFIX方法相互作用的结构(2)

相互作用水动力 AQWA能够计算水动力系数，可以完全的考虑水动力之间的相互作用.

可以包括达到10浮体结构相互作用.相互作用的结构(2) 相互作用水动力结构间的水动力响应作用结构间的水动力响应作用对称性SYMX 表示AQWA可以假设结构是X轴（FRA）对称的。利用对称性可以减少计算时间.RMXS 不用对称（removesymmtry），创建完整模型（即使模型是对称的）。该方法只用于T/QPPL单元.MSTR 把结构移动到新定义的位置。只用于单元和与单元关联的节点，而不是所有在STRC卡片中列出的节点.实际上在FRA中移动节点和单元，而与Deck15卡片中的位置不同.SYMY和RMYS对于Y轴有相同的影响对称性AQWALIBRIUM–

介绍AQWA-LIBRIUM用于确定平衡位置，静稳定性和动稳定性结构是以很小的步骤移动直到力平衡，从而找到平衡位置然后，程序计算线性化刚度矩阵的特征值，得到静稳定性通过阻抗矩阵的特征值得到动稳定性

AQWALIBRIUM–介绍AQWALIBRIUM理论

确定静平衡位置的方程.

结构的X位置通过下式计算:

式中K是系统的刚度矩阵，F是力.

程序迭代直到X小于所定义的容差

AQWALIBRIUM理论分析方法Step2: FileCopying

copyaltest.res abtest.resStep3: AQWA-LIBRIUM(Restart4to5)run

InputFiles

OutputFiles

abtest.dat abtest.list abtest.res abtest.res abtest.eqp

分析方法Step2: FileCopying分析方法

(续)在AQWA-LIBRIUM主分析开始时(Stage5)，需要提供如下数据:主模型定义 restartfile水动力数据 restartfile主分析参数

inputdatafileNote: Asthedatafromtherestartfilecorrespondstodecks1to8,onlydecks9to20arerequiredintheinputdatafile(decks1to8mustbeomitted).分析方法(续)在AQWA-LIBRIUM主分析开始时(StAQWA-LIBRIUM实例数据(1)AQWA-LIBRIUM实例数据(1)AQWA-LIBRIUM实例数据(1)(cont.)AQWA-LIBRIUM实例数据(1)(cont.)AQWA-LIBRIUM实例数据(2)AQWA-LIBRIUM实例数据(2)AQWA-LIBRIUM实例数据(2)

(cont.)AQWA-LIBRIUM实例数据(2)

(cont.)AQWALIBRIUM常用选项STAT 只用于静稳定性分析DYNA 只用于动力稳定性分析LSTF 线性刚度（LinearSTiFness），用从AQWA-LINE得到的水静力刚度..PBIS 打印迭代步

AQWALIBRIUM常用选项DraginAQWA(deck10)1)水流和风力系数CUFXDir1DirNC1….CNWIFXDir1DirNC1….CNetc(Dir:方向编号;C1:阻力（Drag）系数在方向的相对水流速度

forceinXdirection =CUFX

.V2 forceinYdirection =CUFY

.V2 yawmoment =CURZ

.V2DraginAQWA(deck10)DraginAQWA(deck10)

(cont1)2)Morison阻力（drag）系数

MDINNrowNcolC1….C6Nrow: 阻力矩阵的行数Ncol: 阻力矩阵的列数C1–C6: 阻力（Drag）系数DraginAQWA(deck10)

(contAQWA约束(deck12)1)忽略用户指定的运动自由度DACFNsNdof(Ns:结构数;Ndof:自由度数)2)结构间的机械连接

不允许关联的平移运动，但允许关联的选择运动.DCONNtNs1Nd1(Nd3)Ns2Nd2(Nd4)Nt:numberofD.O.F.beinglockedbythisconstraint.Nt=0:BallandSocket,rotationin3D.O.F.Nt=1:Universaljoint,rotationin2D.O.F.Nt=2:Hinge,rotationin1D.O.F.Nt=3:Rigidconnection,norotation.AQWA约束(deck12)AQWA约束(deck12)

(cont.1)AQWA约束(deck12)

(cont.1)AQWA约束(deck12)(cont.2)AQWA约束(deck12)(cont.2)AQWA约束(deck12)

(cont.3)AQWA约束(deck12)

(cont.3)AQWA停泊索(deck14)AQWA程序除了AQWALINE外，都可以定义停泊索。下面是常用的停泊类型(更详细的内容参考AQWA手册):LINE:线弹性线（无重量）LINENs1Nd1Ns2Nd2KL(Ns1,Ns2:structurenumbers;Nd1,Nd2:nodenumbers;K:stiffness;L:unstretchedlength)POLY:多项（Polynomial）弹性线（无重量）.POLYK1K2K3K4K5NLINNs1Nd1Ns2Nd2(Ts)L(Fw)(Fp)(K1,..,K5:stiffness;Ts:winchtension;Fw:winchwindinginfrictionfactor;Fp:winchpayingoutfrictionfactor;windingintensionTw=Ts*(1-Fw);payingouttensionTp=Ts*(1+Fp);Ts,FwandFpareonlyneededwhenthePOLYlineisusedasawinch)AQWA停泊索(deck14)AQWA程序除了AQWAAQWA停泊索(deck14)(cont.1)COMP/ECAT:合成弹性悬链线，有重量.

14COMPNzNxNeZminZmaxSlope14ECATM1A1EA1Tmax1L114ECATM2A2EA2Tmax2L214ECATM3A3EA3Tmax3L314NLINNs1Nd1Ns2Nd2式中

Nz,Nx --numberofdatabasepointswithinzandxranges. Ne --numberofECATinthisCOMPline. Zmin,Zmax --Zrange(measuredfromtheanchor)fortheattachmentnode. Slope --seabedslope(indegrees;positiveforslopegoingupfromanchortowardsattachmentpoint). M1,M2,M3 --massperunitlengthforECAT1,2,3. A1,A2,A3 --equivalentcrosssectionarea. EA1,EA2,EA3 --Young’smodulusxarea. Tmax1-3 --maximumtension. L1,L2,L3 --lengthofECAT1,2,3. Ns,Nd --structurenumberandnodenumber.AQWA停泊索(deck14)(cont.1)停泊数据ZRMAXZRMINXRMINXRMAX停泊数据ZRMAXZRMINXRMINXRMAXAQWA停泊索(deck14)(cont.2)AQWA览索动力学(只用于COMP/ECAT):

14COMP20303770.0800.03.0014ECAT170.00A6.0000E87.500E6250.014ECAHCaCdDeCx14ECAT200.00A9.0000E87.500E6350.014ECAT170.00A6.0000E87.500E6600.014NLID1991009911

式中ECAH:cardnameforcatenaryhydrodynamiccoefficientdefinition.A:equivalentcrosssectionarea(mustbenon-zero).Ca:addedmasscoefficient.Cd:transversedragcoefficient.De:effectivediameterfordrag.Cx:inlinedragcoefficient.NLID:sameasNLINbutwithcabledynamics.AQWA停泊索(deck14)(cont.2)AQWAAQWA停泊索(deck14)(cont.3)防护装置（Fenders）

14POLYK1K2K3K4K514FENDSize(Kf)(Kc)14FLINTypeNs1Nd1Nd2Ns2Nd3Nd4式中

K1–K5 --non-linearstiffnesscoefficients Size --uncompressedsizeoffender Kf --tangentialfrictioncoefficient Kc --normaldampingcoefficient Type --1=fixedfender,2=floatingfender Ns1 --Structuretowhichfenderisnominallyattached Nd1,Nd2 --Nodesdefiningattachmentpointandcontactplaneon1ststructure Ns2 --Structurewhichfendercontacts Nd3,Nd4 --Nodesdefiningattachmentpointandcontactplaneon2ndstructure

AQWA停泊索(deck14)(cont.3)AQWA的防护装置（Fenders）AQWA的防护装置（Fenders）AQWA停泊索(deck14)(cont.4)在deck14中的其它卡片(更详细信息参考AQWA手册)BUOY/CLMP

AbuoyorclumpweightWNCH:

ConstanttensionwinchlineDWT0/LNDW

AlinewindinginoroutonawinchFORC: Aconstantforceinaconstantdirection.LINE/PULY:

Linearelasticpulleyline.LE2D: Userdefinedtension/extensiondatabase.SWIR: Steelwirewithnon-linearstiffness.LBRK: Linebreaking.FILE: Readinmooringdefinitionfromanexternalfile*.MOR.TELM: Tetherelement.(forinstalledortowedstifftethers)AQWA停泊索(deck14)(cont.4)在deckAQWA打印选项(deck18)Inordertolimittheoutputfilesizefromatimedomainanalysis,onlysomeoftheresultsarewrittenintotheoutputfilesbydefault.Anumberofprintoptionsareprovidedforuserstoselectthewantedparameterstobeincludedintheoutput.Thefollowinglistcontainsthenamesofthecommonlyusedprintingoptions,thedetailedformatcanbefoundintheAQWAReferenceManual.ALLM: Tooutputthevelocityandacceleration,aswellastheposition,

ofauserspecifiednodedefinedintheNODEcard.NODE Tooutputthemotionofauserspecifiednodeortherelative

motionbetweentwouserspecifiednodes.PREV Towriteinto*.LISfileeveryNtimestepsinordertoreducethesizeofthe*.LISfile.PRNT Toprintaforcenotintheoutputbydefault.PTEN Tooutputmooringtension,anchoruplift,laidlengthetcforeachmooring

line.ZRON Tooutputthezpositionofanoderelativetotheincidentwave

surface. AQWA打印选项(deck18)InordertoAQWAFER介绍AQWA-FER主要是用于计算不规则波的重大响应.该模块是一个频域程序，用线性刚度矩阵和线性阻尼来得到转移函数（transferfunction）和响应谱

AQWAFER介绍AQWAFER理论

不规则波中计算响应谱方程(takingwavefrequencyresponseasanexample)

式中Sxjxi(ω)第i个自由度的响应谱,Hij

(ω)isthereceptancematrixdefinedas: Fj(ω)isthefrequencydependentforce(在j自由度中)onthestructureandS(ω)isthewavespectrumAQWAFER理论 不规则波中计算响应谱方程(takin线性化（Linearisation）

AQWA-FER总是用初始位置计算的刚度（水静力，停泊等），一般是静力平衡位置

当使用览索动力学分析览索拖拽，使用r.m.s速度线性化. FD=(CD.|Vrms|).V线性化（Linearisation） AQWA-FER实例输入数据AQWA-FER实例输入数据AQWA-FER实例输入数据(cont.)AQWA-FER实例输入数据(cont.)AQWAFER的常用选项DRFT （DRiFT）只有漂移频率WFRQ （FReQuency）只有水频率RDEP （ReaDEquilibriumPosition）读入平衡位置GLAM （GLobalAxisMotions）总体轴向运动

CRAO 用moorings重新计算RAOsAQWAFER的常用选项AQWANAUT&DRIFT介绍AQWA-NAUT和DRIFT是时域模拟程序对于系列时间步，按照如下过程计算:计算结构上的总力计算加速度找到结构新的位置重复前面过程使用两个步骤：预测和修正

AQWANAUT&DRIFT介绍AQWANAUT和DRIFT理论时域运动方程

式