AQWA-Graphical Supervisor是程序的关键模块,具备数据编辑、自动网格产生、在线帮助和参考手册等功能。它还支持分析的控制和监测,包括带有前进速度的弯曲动量/剪切力计算,分离力计算,模型缩放,以及结果演示和强大的图形工具等。
aqwa的计算原理是什么
此后,该程序融合了Exxon、DNV和Bureau Veritas等第三方软件的功能,得到了扩展并成为更通用的程序,并推出了AQWA-FER、AQWA-NAUT和AQWA-DRIFT等模块。这些程序通过试验和其它比较得到了广泛验证,其中AQWA-FER、AQWA-LINE和AQWA-LIBRIUM已被挪威海事管理局批准用于停泊分析。
除了基础的线性分析,AQWA还提供了针对宽大波的非线性时域分析模块AQWA-NAUT,以及用于评估包括停泊线在内的静动稳定性的模块AQWA-LIBRIUM。所有这些模块都集成在一个强大的前后处理器,即AQWA图形超级用户界面中,方便用户进行统一管理。
AQWA具备多种重要特征,包括它是一个完全集成的系统,提供了丰富的流体交互作用分析能力,支持多达50个互联结构的模拟,并拥有灵活的建模功能和耦合缆索动力学分析能力。它还能够集成其他软件以施加外部载荷,并拥有超过20年的用户适用证明和验证历史。
这些核心模块都被封装在一个强大的AQWA图形用户界面中,使得操作更加便捷。另外,耦合缆索动力学也是一个实用的可选集成模块,它既可以在频域模块中使用,也可以在时域模块中使用,并且同样拥有强大的AQWA图形用户界面支持。
AQWA的应用场景非常多样化,包括LNG传递过程中的多体相互作用、系泊耦合线-结构相互作用、带中间浮标的缆索动力学分析、半潜水状态时的分离力计算、TLP概念设计及缆索分析、跌落物体轨迹计算,以及波能量系统分析等。
AQWA 5.5版本具有通过动态联接库(DLL)施加力载荷历史的能力。这一特点允许用户在C++或FORTRAN中生成自己的动态库,以计算结构基于时间、位置和/或速度的力。同时在每一时间步定义了质量矩阵来模拟惯性力,计算可由最多100个整数参数和100个实数参数来控制。
该系统的一个显著特点是能够处理多达50个互联的结构,并且充分考虑这些结构与流体之间的交互作用。此外,AQWA还可以作为一个完整的浮动结构流体和结构分析系统——AQWA-OFFSHORE,它结合了AQWA和ASAS软件,并具备网格划分和结果显示的功能。
总体而言,AQWA软件用于计算船舶与海洋工程的水动力性能问题功能完备,计算精度高,界面友好,影响广泛。它可以计算任意水深,计算浮体结构的波浪力并考虑衍射/辐射及浅水效应,计算浮体结构的平衡位置,并考虑多个浮体结构通过缆绳的连接。
该动态联接功能可用于分析多种过程,如动态定位系统、航向校正系统、拖船提供的牵引力、具有特殊性质的阻尼系统,以及两船靠近时船体间或船与海床间的吸引力等。这为复杂海洋工程问题的模拟提供了极大的灵活性。
作为安世亚太公司开发的一套集成在ANSYS软件环境下的系统,AQWA提供了覆盖流体分析全范围的模块。它包括了衍射和辐射分析模块AQWA-LINE,该模块还能处理浅水效应;还有专门针对具有随机波的频域分析模块AQWA-FER,以及包含慢漂流的时域分析模块AQWA-DRIFT等。
AQWA的集成系统由多个核心模块构成,其中包括用于衍射和辐射分析的AQWA-LINE,用于评估停泊线初始静动稳定性的AQWA-LIBRIUM,用于具有不规则波频域分析的AQWA-FER,以及用于具有随机波包含慢漂流的时域分析的AQWA-DRIFT,还有用于非线性时域分析的AQWA-NAUT。
AQWA还参与了NTNF研究项目中的FPS2000比较试验,结果根据授权被使用。在应力分析方面,AQWA-WAVE是AQWA-LINE和ASAS间的联接程序,它读取压力和运动形式的结果,并自动将其作为压力和加速度应用到ASAS有限元模型中,系统会自动解决两种模拟间节点坐标的差别。
AQWA的开发历史可追溯至近30年前,最初被用于预测大型管套结构的下水和浮起,因为北部海域开始成为巨大的产油区。实际的下水试验证明AQWA能够以非常高的精度预测套管的运动,这使得LAUNCH/FLOAT程序成为了事实上的分析标准。
AQWA的特点还包括提供停泊线的初始静/动稳定性分析,支持浮体结构的初步设计,具备频域线性分析模块和时域非线性分析模块,支持外力载荷动态库联接,并能够传递压力和速度结果到ASAS或ANSYS进行结构响应分析。
AQWA能够考虑邻近结构间的流体动力学相互作用,这意味着某一结构的运动可能会影响另一结构的运动。这些结构可以由缆索铰结或连接在一起,也可以相互独立无关。一种典型的应用场景是屏蔽效应分析,但需要注意的是,目前具有前进速度条件的流体动力学交互作用功能尚不可用。
利用其独特的模块,AQWA可以进行独立的或耦合的缆索动力学分析,这一功能既在频域可用,也在时域模块可用。频域求解速度快,适合初步确定是否需要进行缆索动力学分析,但其精度大约为90%。而时域分析虽然需要更长的运行时间,但可以提供非常高的精度。
除了主要模块外,AQWA还提供了AQWA-LAUNCH和AQWA-FLOAT等可选模块,专门用于模拟安装时的套管下水和浮动操作。AQWA图形用户界面能够从程序中提取出结果并进行动画演示,帮助用户直观地理解分析过程。
在分析功能方面,AQWA不仅仅用于系泊系统或衍射辐射分析,它是一个通用的流体动力学分析软件,对多种问题提供了非常灵活的解决方法。具体应用实例包括停泊系统的设计和分析、FPSOs的运动分析、气隙的确定、船和障碍物屏蔽效应的计算等。
尽管AQWA是一款非常优秀的软件,但在实际使用中还是存在一些不足之处。例如,AQWA-LINE对节点和单元的个数有限制,节点个数不能超过22000个,单元个数不能超过18000个。此外,AQWA里面没有Tank的概念,无法进行稳性计算。
AQWA这套软件主要是为了评估各种海洋结构的流体动力学特性而设计的,它的功能范围非常广泛,几乎涵盖了从简单的桅杆桁架到复杂的大型FPSO(浮式生产储卸油装置),从停泊系统到救生系统,甚至包括TLP(张力腿平台)和半潜式平台,同时也适用于渔船与大型船舶的结构交互作用分析。
另外,在AQWA里考虑风和流的作用时,需要用户自己计算风力、流力系数。而且,AQWA软件卡片的设置有着非常严格的格式要求,这使得初学者在掌握该软件时可能会感到比较困难,需要花费较多的时间来熟悉其操作规范。