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aqwa训练
多体分析多关节结构练习SALM系统分析流程
设计目的:
掌握AQWA多体模型的定义,模型装配方法,了解多关节结构定义方法,缆索定义,管单元定义方法。
1.准备好单只船的line文件,ALSHIP,与浮筒连接的节点编号是103号节点
2.准备好浮筒line文件ALTOW
✓浮筒是一圆柱形,直径为20米高度为18米,沉没入水的深度为10米,浮筒上下两个中心点坐标(-200,0,-10),(-200,0,8)
✓创建该几何模型,创建后再将此体模型沿x方向移动-200米,
✓删掉该圆柱的体元素保留其面元素
✓为了生成映射网格,使用布尔操作切割面,同时在水线面处也要切割,why?
✓定义单元类型,材料模型,赋属性,划分网格,单元网格尺寸为1米,记住上下两个中心点处的节点编号,下中心节点编号是49(-200,0,-10),74号节点(-196.2500.000-10.000)上中心节点编号是850,便于我们下阶段定义接头与缆索
✓调用宏文件生成ALTOW文件。
3.准备好立管的模型line文件ALRISER
✓立管的尺寸是长90米,顶点(-200,0,-10)触地点(-200,0,-100)
✓采用ansysPIPE59单元定义AQWA管单元的实常数,在输出文件中定义管单元的属性,定义材料参数(没有实际意义,只是为了ansys分网的需要)立管的外径5米,壁厚为0.5米
✓创建一条直线,两端点分别是(-200,0,-10),(-200,0,-100)
✓对该直线赋属性,划分网格,划分30等分,记住上下两个端点处的节点编号,上节点编号是1,下节点编号是2便于我们下阶段定义此处的两个万向接头。
为了后续的万向接头的定义我们手动添加三个海底节点
01COOR
*NodesforConstraintaxes
012801-200.0001.000-100.000
012802-201.0000.000-100.000
012803-200.0001.000-10.000
✓调用ANSTOAQWA宏文件生成ALRISER文件
4.将三个文件编辑成一个文件ALSALM用于定义整个SALM系统,运行AQWA-LINE,编辑过程中要特别注意格式,包括空格数,关键字缩进量
✓首先确定船为结构1,浮筒为结构2,立管为结构3
✓编辑头文件控制选项
JOBAQWALINE
TITLESALM分析系统练习
OPTIONSRESTGOONEND
RESTART13
✓编辑1号卡片节点数据,注意AQWA的不同体与不同体之间分隔符为str,str1表示第一个结构的节点数据,str2表示第二个结构的节点数据,节点定义完成后以END01结束,拷贝相应结构文件,编辑形如:
01COOR
STRC1
011-200.000-10.000-10.000
012-190.0000
………………..
019990.0000.00015.000
STRC2
0132-200.000-10.000-10.000
0133-190.0000.000-10.000
…………
019999-200.0000.0000.000
STRC3
011-200.0000.000-10.000
012-200.0000.000-100.000
…………
添加一个立管重心点处的节点
END013999-200.0000.000-55.000
✓编辑2号卡片单元数据:
注意AQWA的不同体与不同体之间分隔符为ELM,ELM1表示第一个结构的单元数据,ELM2表示第二个结构的单元数据,每个体单元定义完成后以END02结束,所有体的单元数据编辑完成后以FIN结束,拷贝相应结构文件,编辑形如:
02ELM1
02SYMX
02QPPL1
(1)(202)(201)(101)(102)
………………………..
END02PMAS
(1)(9999)
(1)
(1)2689
02ELM
02QPPLDIFF
(1)(41)(81)(102)(42)31
02QPPLDIFF
(1)(81)(82)(109)(102)32
…………………………
02PMAS
(1)(9999)
(2)
(2)2689
END02
给管单元赋属性定义为材料属性编号3,几何属性号3
02ELM3
02TUBE
(1)
(1)(3)(3)(3)1
02TUBE
(1)(3)(4)(3)(3)2
……………………………….
添加一个立管重心点处的质量重心单元材料属性编号4,几何属性号4
END02PMAS
(1)(3999)(4)(4)2862
02FINI
✓编辑3号卡片材料属性
03MATE
03196772176.0.0000000.000000
0323.215E+06
输入立管的真实质量:
0337.889E+04
03426000045
END03
✓编辑4号卡片几何属性数据
04GEOM
04PMAS12.7967E100.0000000.0000004.5275E110.0000004.8969E11
04PMAS21.487E+080.000.008.037E+070.008.693E+07
*PMAS定义6个方向上的惯性矩|I|I|I|I|I|I
*定义管单元直径5,壁厚1详见帮助手册
04TUBE35.0001.0000.0000.0000.000
*定义莫里森管单元的粘性系数为1.0000,附加质量为1
04CONT1.00001.00
*立管的惯性矩
04PMAS41.7967E100.0000000.0000004.5275E110.0000004.8969E11
END04编辑5号卡片外部环境数据
05GLOB
05DPTH500
05DENS1024.4
END05ACCG9.807
✓编辑6号卡片波浪定义数据
06FDR1
06FREQ160.100000.150000.200000.250000.300000.35000
06FREQ7120.400000.450000.500000.550000.600000.65000
06FREQ13180.700000.750000.800000.850000.900000.95000
06FREQ19231.000001.050001.100001.150001.20000
06DIRN160.0022.5045.0067.5090.00112.50
END06DIRN79135.00157.50180.00
06FDR2*Frequenciesanddirections(mayneedediting)
06FREQ160.1000.2000.3000.4000.5000.600
06FREQ7120.7000.8000.9001.0001.1001.200
06FREQ13181.3001.4001.5001.6001.7001.800
06FREQ19241.9002.0002.1002.2002.3002.400
06FREQ25292.5002.6002.7002.8002.900
06DIRN16-180.0-165.0-150.0-135.0-120.0-105.0
06DIRN712-90.0-75.0-60.0-45.0-30.0-15.0
06DIRN13180.015.030.045.060.075.0
06DIRN192490.0105.0120.0135.0150.0165.0
END06DIRN2525180.0
06FDR3*Frequenciesanddirections(mayneedediting)
06FREQ160.1000.2000.3000.4000.5000.600
06FREQ790.7000.8000.900
06DIRN16-180.0-165.0-150.0-135.0-120.0-105.0
06DIRN712-90.0-75.0-60.0-45.0-30.0-15.0
06DIRN13180.015.030.045.060.075.0
06DIRN192490.0105.0120.0135.0150.0165.0
END06DIRN2525180.0
✓编辑7号卡片重心浮心数据
07WFS1*DistancefromwaterlinetoCOG(mayneedediting)
END07ZCGE0.000
07WFS2*DistancefromwaterlinetoCOG(mayneedediting)
END07ZCGE-1.000
07WFS3*DistancefromwaterlinetoCOG(mayneedediting)
END07ZCGE-45.000
5.定义AQWA-LIBRIUM文件,注意万向接头的定义方法。
运行AQWA-LINRIUM
✓定义头文件
JOBMESHLIBR
TITLEsalm分析系统
OPTIONSRESTEND
RESTART45ALSALM
✓依分析系统定义第9号卡片的附加质量和附加阻尼,由分析者决定
✓定义风力系数,波浪力系数11号卡片
10HLD1
10SYMX
10DIRN150.045.090.0135.0180.0
10CUFX151.0E30.5E30.0-0.5E3-1.0E3
END10CUFY150.01.5E33.0E31.5E30.0
10HLD2
10SYMX
10DIRN150.045.090.0135.0180.0
10CUFX151.0E50.5E50.0-0.4E5-1.0E5
10CUFY150.03.0E57.0E53.0E50.0
10CURZ150.0-1.00E61.00E41.00E60.0
10WIFX152.0E31.0E30.0E3-1.0E3-2.0E3
10WIFY150.03.0E36.5E33.0E30.0
END10WIRZ150.0-1.0E5-0.5E41.0E50.0
FINI
✓11号卡片定义风载荷荷波浪载荷的速度与方向
11ENVR
11CURR0.5180.0
END11WIND10.0180.0
✓12号卡片用于定义约束关系,关节结构,这里需要定义浮筒与立管,立管与海底的万向接头。
浮筒与管路万向接头:
浮筒节点确定x轴方向,管路节点确定y轴方向
管路与海底万向接头:
管路节点确定x轴方向,海底节点确定y轴方向
12CONS
*定义立管与海底接头
12DCON1022801322802
*定义浮筒与立管的接头
12DCON124974312803
END
✓13定义波谱数据
13SPEC
13SPDN180.0
END13PSMZ0.301.205.008.00
✓14号卡片定义缆索浮筒与船体的连接连接点为船103号节点处,浮筒为上中心节点编号为节点850
14MOOR
END14LINE11032850100000.070.00
✓15号卡片指定起始位置
6.定义AQWA-DRIFT文件
头文件信息:
JOBMESHDRIFWFRQ
TITLEsalm分析
OPTIONSRESTRDEPGOONEND
RESTART45ABSALM
前面15号卡片内容是一致的,只是在16号卡片指定求解时间和时间步长
16TINT
END16TIME10000.050
附录:
LINE卡片的内容注释:
02MATE
Deck3isusedtoinputmaterialpropertiesforthematerialgroup(s)referencedindeck2.
END011154800
Inthiscasematerialproperty1,themassofthepointmassissetto154800
-----------------------------Deck4-----------------------------
03GEOM
Deck4isusedtoinputgeometricpropertiesforthegeometrygroup(s)referencedindeck2.
END04PMAS114428000.0000000.00000044209000.0000004842000.
InthiscasethemassmomentsofinertiaIxx,IXY,IXZ,IYY,IYZ,IZZaregivenforgeometrygroup1.
------------------------------Deck5------------------------------
05GLOB
Thisdeckisusedtoinputglobalenvironmentalparameters.Valuesenteredmustbeinaconsistentunitssystem.
05DPTH1000.0
DPTHisthewaterdepth
05DENS1025.0
DENSisthewaterdensity
END05ACCG9.807
ACCGistheaccelerationduetogravity.
------------------------------Deck6------------------------------
06FDR1
Deck6isusedtoinputthewavefrequenciesanddirectionswhicharetobeanalysed.
06PERD1635.030.025.022.020.018.0
06PERD71217.016.015.014.013.012.0
06PERD131811.010.09.08.07.06.0
06PERD19195.0
Thefrequencieslistedabovewillbeanalysed.Thefirst2numbersoneachlineidentifythefrequencieswhichwillfollow.InthiscasefrequenciesaregivenintermsofPeriod,howevertheymayalsobeexpressedasRadians/SecondorintermsofHertzusingalternativecardheaders.Currentlythemaximumnumberoffrequencieswhichmaybeconsideredis50.
06DIRN160.022.545.067.5090.00112.5
END06DIRN79135.0157.5180.0
Thewavedirectionstobeanalysed.Currentlythemaximumnumberofdirectionsis41.Thefirst2numbersoneachlineidentifythedirectionsthatwillfollow.
------------------------------Deck7------------------------------
07WFS1
Deck7containswavefrequencydependentparametersandifnecessarystiffnessmatrices.InthiscasetheyarecalculatedbyAQWA-LINEsodonotneedtobeinput.
07ZCGE1.0
TheZCGEcard.Thiscarddefinestheanalysispositionfortheradiation/diffractionanalysislocatesthepointmassdefinedabove(thecentreofgravity)withrespecttothestillwaterlineintheverticaldirection.
END07BFEQ1518697.50
BFEQ–Thisoptionalcardisusedtospecifytheverticalbuoyancyforcewhenthestructureisinitsequilibriumposition.IfomittedthebuoyancywillbecalculatedbyAQWA-LINE.
------------------------------Deck8------------------------------
ThisdeckisusedtomanuallyinputdriftforcecoefficientswhichotherwisearecalculatedbyAQWA-LineforusebyotherprogrammesintheAQWAsuite.Thisfeatureisnotutilizedinthisexample.
08NONE
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