2024年5月10日发(作者：)

1.(1) 湿表面和干表面要分别建模;

(2) 选择SHELL63单元建面网格，PIPE59建管单元

(3) 检查壳方向方向.

41 PLANE42 SHELL43 SHELL63 SHELL181对应AQWA的平面单元

Pipe16 pipe20 pipe59 单元对应TUBES

的输入文件

 .dat 计算数据文件 (LBDNF)

 .lin AGS 网格生成器所需的型线数据

 .msd BM/SF (AGS)所需的质量分布输入文件

 .sfm splitting forces (AGS) 所需的质量分布输入文件

 .wht 波高时间历史文件 (with IWHT in Deck 13 for BDNF)

 .wvt 风速时间历史文件 (no card needed, for DN)

 .xft 对一结构施加外力的时间历史文件 (no card needed, for DN)

 .mor mooring 线描述文件(with FILE in Deck 14 for BDNF)

数据输入介绍

4.0 Deck 0 - 初始（预备）DECK

4.1 Deck 1 - （COOR）- 坐标位置

4.2 Deck 2 - （ELM*）- 单元拓扑

4.3 Deck 3 - （MATE）- 单元属性

4.4 Deck 4 - （GEOM）- 几何属性

4.5 Deck 5 - （GOLB）- 全局参数

4.6 Deck 6 - （FDR*）- 频率和方向栏

4.7 Deck 7 - （WFS*）- 线性水静力刚度矩阵

4.8 Deck 8 - （DRC*）- 漂流力系数

4.9 Deck 9 - （DRM*）- 漂流运动参数

4.10 Deck10 - （HLD*）- 船体拖拽系数和推进力

4.11 Deck11 - （ENVR）- 环境参数

4.12 Deck12 - （CONR）- 约束

4.13 Deck13 - （SPEC）- 谱参数

4.14 Deck14 - （MOOR）- 锚链描述

4.15 Deck15 - （STRT）- 开始位置

4.15N Deck15N - （STRT）- 开始状态（FOR AQWA-NAUT）

4.15D Deck15D - （STRT）- 开始状态（FOR AQWA-DRIFT）

4.16 Deck16 - （TINT）- 时间整合参数

4.16 Deck16L - （GMCH）- 几何变化（FOR AQWA-LINE）

4.16 Deck16B - （LMTS）- 迭代参数（FOR AQWA-LIBRIUM）

4.17 Deck17 - （HYDC）- 对非衍射单元的水动力参数

4.18 Deck18 - （PROP）- 打印选项

5.单元类型：

TPPL – 表明单元类型为三角形板单元

QPPL---四边形板单元

TUBE---管状单元

PMAS---点的质量和惯性力矩

STUB---细长管单元（允许非圆截面）

PBOY---总浮力（集中浮力）

FPNT---在流体中定义一个点（为取得流体中某点的速度）

DISC---蝶形单元（用于计算附加质量和附加阻尼，没有材料，无厚度）

6.在水线位置可能有很多的节点，一个单元只有完全位于水线面以下，才是绕射单元，可用

作进行水动力学分析。如果一个单元一部分在水线面上，一部分在水线面下，这个单元不是

绕射单元。这就要求我们在建模时，需要在水线面位置对船体进行切割（布尔操作devide）

以保证水线面是绕射单元与非绕射单元的分割面，保证计算精度。

ANSYS单元 PLANE42, SHELL41, SHELL43, SHELL63, 和 SHELL181 对应AQWA的单元类型为

PANEL, 管单元 PIPE16, PIPE20,和 PIPE59 对应AQWA的TUBE单元.本宏不能识别其他

ANSYS单元类型。对于壳单元，AQWA建模不需要定义任何材料模型以及单元几何属性。注意

水线面以下的壳单元法向方向一定朝外。

7.

AQWA-LIBRIUM：（动静稳性，平衡分析）

 AQWA-LIBRIUM 用于确定浮体系统的静态平衡位置，计算锚链线张力和确定

其在该位置的静动态稳定性，程序有三大功能：

 找到静态平衡位置，计算锚链力，评估静态稳定性特征

 给出静态平衡位置，评估初动稳定特征

 给出静平衡位置，计算锚链力，评估静动态稳定性

 静平衡分析浮体系统动态分析的基础。

 AQWA-LIBRIUM可以综合考虑外部环境载荷（风，浪，流）及浮体间通过铰接

或停泊线连接的产生的相互作用力，确定浮体的的平衡位置。同时在计算浮

体任意位置的浮力时，它也考虑水线面以上的单元的影响。这些载荷，再加

上浮体自重，最终确定了浮体的六个自由度方向上的平衡位置。

AQWA-FER：（频域计算）

 AQWA-FER通过重启动方式从AQWA-LINE数据文件中调用在不同周期常规波

情况下，各浮体结构的附加质量，辐射阻尼，衍射力和漂移力。

 同时AQWA-FER也可以通过重启动方式从AQWA-LIBRIUM数据文件中调用通过

铰接或系泊线连接的方式连接在一起的浮体相互作用力数据及平衡位置，然

后通过AQWA-FER计算在这一平衡位置下有效刚度（effective stiffness）

和约束效应（constraint effects）。

 从上面的介绍可以看出，AQWA-FER计算浮体在指定位置的载荷和运动响应幅

值算子（RAOs），从而算出给定波浪谱条件下，浮体结构的最大和有义线响

应，同时通过海浪谱及漂移力数据可以计算得到浮体结构的一阶和二阶波浪

力。用同样方法，可以得到浮体结构的一阶和二阶响应。

AQWA-NAUT：（时域计算）

 AQWA-NAUT用于计算在特定波浪条件下，浮体结构的载荷和运动时间历程。

 AQWA-NAUT调用AQWA-LINE数据文件中的每个浮体结构的附加质量，辐射阻

尼及衍射力，再考虑浮体结构间停泊线和铰接的影响，计算浮体的运动响应。

因为是时域计算，计算过程考虑所有非线性力学效应，如：停泊线的上紧，

弯头接头（elbow joints）的变形矫直。

 AQWA-NAUT重新计算每个时间步长的水动力载荷的F-K部分，计算时考虑浮

体的湿表面积的变化及吃水的变化（如：甲板边缘湿表面）引起的非线性动

力学效应。

 STOKES二阶波理论用于计算浮体表面的波浪力，可得到比较满意的计算结

果，同时在计算管单元的莫里森波浪力时，可以指定波浪理论且允许管单元

间歇性的浮出和沉浸水中。

 用户可以输入风浪经验系数，模拟浪和风载的影响。程序包含了停泊线，系

缆索（连接多个浮体，考虑非线性特征）准静态分析能力。

 该模块与AQWA-TETHER ,AQWA-SOLAR联合可以用于分析评估张力腿平台。

AQWA-DRIFT（时域计算）

 AQWA-DRIFT用于计算在随机波浪条件下，浮体结构包括多体的载荷和运动时

间历程。

 AQWA-DRIFT调用AQWA-LINE结果文件的附加质量，辐射阻尼和衍射力数据以

及每个波长每个波浪方向上的漂移力，计算在给定波浪谱条件下的运动响

应。单个浮体可以以悬链线或是铰接的方式跟其他浮体连接，可以定义任何

方向的风浪载荷

 因为AQWA-DIRFT用于模拟比较长时间的慢漂运动以及短时间内的“波浪频率

“运动，AQWA-DIRT主要应用于覆盖很长周期的时间历程分析。

 AQWA-DRIFT在计算开始时可以设定比较长的时间步长，暂时不考虑波浪频率

运动，然后从运动响应峰值点或是用户关心的每个特定载荷点，使用重启动

方式再运行一次计算，在这次计算中再把波浪频率运动考虑进去。这样处理

会极大的减少计算成本。

 程序设计时考虑了波浪频率运动与系泊力是相互影响作用，因此复合非线性

停泊线开口滑车现象（snatch phenomena）能够精确模拟。该模块与

AQWA-TETHER ,AQWA-SOLAR联合可以用于分析评估张力腿平台。

8.

END02PMAS 30(1)(9999)( 1)( 1)

在节点9999处定义了一个单独的质量点，属于材料和几何组1

END02PMAS 30(1)(9999)( 2)( 2)

在节点9999处定义了一个单独的质量点，属于材料和几何组2

注意材料和几何组的更改

9.定义DECK10时，注意沿不同方向风力系数，波浪力系数的正负号有变化。

10.连接浮筒的缆绳不能绷紧，否则不利于浮筒的稳定性。

11.弹性缆绳的刚度和波浪周期对收敛性有影响。

12.

The programs within the AQWA Suite are as follows：

AQWA-LIBRIUM

Used to find the equilibrium characteristics of a moored or freely floating body or

bodies. Steady state environmental loads may also be considered to act on the body

(e.g. wind, wave drift and current).

AQWA-LINE（计算的量均是基于单位波幅的）

Used to calculate the wave loading and response of bodies when exposed to a regular

harmonic wave environment. The first order wave forces and second order mean wave

drift forces are calculated in the frequency domain.

AQWA-FER

Used to analyse the coupled or uncoupled responses of floating bodies while

operating in irregular waves. The analysis is performed in the frequency domain.

(注：管单元在AQWA-FER中是无效的)

AQWA-NAUT

Used to simulate the real-time motion of a floating body or bodies while operating in

regular or irregular waves. Wind and current loads may also be considered. If more

than one body is being studied, coupling effects between bodies may be considered.

AQWA-DRIFT

Used to simulate the real-time motion of a floating body or bodies while operating in

irregular waves. Wave frequency motions and low period oscillatory drift motions

may be considered. Wind and current loading may also be applied to the body.