Sesamwasim教程

问题描述计算船舶在一定航速下在波浪中所受到的波浪载荷(载荷谱密度函数)。用到SESAM中的WASIM模块。一.所需的文件二.零速时的静水力平衡三.有速度时的静水力平衡四.有速度时在波浪中的受力主要内容一.所需的文件1.描述全船型线的pln文件2.描述质量分布的mass文件1.1pln文件介绍第一行：描述文字，如nobs表示无压载水船。第二行：船体部分编号，一般单体船就一个船体写1。第三行：1表示左舷为湿表面。第四行：是否对称。0表示整条船都建立，1表示只建立左舷。第五行：首尾垂线的x坐标。第六行：对截面坐标的描述文字，一般写offsetpoints第七行：整个pln文件包含的曲线数目。包含描述首尾形状的曲线。本例中共有24条曲线。1.1pln文件介绍对于曲线的描述，第一条为船首形状Bowshape，依次往后，最后一条为船尾形状Sternshape。中间曲线的编号从Station1开始依次为Station2、Station3......每条曲线前的数字表示描述该条曲线的点的个数。如Bowshape是由11个点描述的，Station1是由6个点描述的。这些点从船底开始向甲板，也就是垂向坐标是增大的。描述船首和船尾形状的曲线可以与其它曲线相交，但其它曲线之间不能相交。具体的pln文件可看nobs.pln。1.2mass文件介绍第一行：描述文字，如nobsmass表示无压载水船的质量。第二行：质量点的个数，本例中共有21个质量点。第三行：质量和坐标的缩放比例。本例中无缩放，均为1.第四行：第一个数位该点的质量，单位为kg。后三个数为该点的坐标。以下各行的含义与第四行一样。具体可看nobs.mass文件。二.零速时的静水力平衡1.创建新文件。2.创建新载况。3.建立新JobData。4.划分网格。5.分析。2.1创建新文件打开SesamWasim，File/NewWorkspace,给文件命名为nobswasim。文件存放的位置可以自己确定，默认的是SesamWasim的安装位置。Insert/Vessel,或直接点击出现如下左图所示。点击红线框处，导入nobs.pln文件，点击OK。出现如下右图。注：在图形区点右键移动鼠标可以旋转图形，shift+右键移动鼠标可放大缩小图形，Ctrl+右键移动鼠标可上下左右移动图形。2.2创建新载况Insert/LoadingCondition,或直接点击出现如下左图所示。给载况命名为lc1,首尾吃水均为11.4，点击Apply。可以看到描述船体形状的线变为红色，点击Define，出现如下左图。点击Source处的下拉选项，选择PointMass,Lengthd处的保持none不变。点击Browse,导入nobs.mass，点击OK.回到了左图界面再次点击OK.2.3建立新JobData点击左侧的模型树，选中lc1_ZeroSpeedJob，点击右键，选择JobData。出现如下右图所示。2.3建立新JobData将Time改为0.25，Duration改为50。点击Output,点击HullgirderLoads前的方框，框中出现勾，点击Loadcations,如下右图输入想要计算的截面，点击确定，再次点击确定。2.4划分网格点击左侧的模型树，选中lc1_ZeroSpeedJob，点击右键，选择Mesh。出现如下右图所示。点击Hull,在整个分析中，我们定义的网格密度都是40*12不变。点击Surface,将Totalmesh处的5改为3，点击Mesh按钮，然后点击叉关闭划分网格的窗口。2.4划分网格仔细看船首有些网格不规则，选择引起不规则网格的曲线，右键选择Togglestate。然后再次在左侧的模型树，选中lc1_ZeroSpeedJob，点击右键，选择Mesh，直接点击Mesh按钮，网格变为如下右图所示规则网格。2.5分析点击左侧的模型树，选中lc1_ZeroSpeedJob，点击右键，选择Setcurrent。再次右键点击PreoareMassdata,再次右键点击ExportJobdata,再次右键点击Run。出现如下右图所示，这个过程大概持续2分钟。2.5分析当运行结束时，点击左侧的模型树，选中lc1_ZeroSpeedJob，点击右键，选择Plot。出现如下右图。我们关心的是升沉Heave和纵摇Pitch，以此来确定其浮态。2.5分析勾选Heave点击Apply,出现右图。可见在此吃水状况下，升沉量为0.16m,即船舶首尾吃水应都减少0.15m。首尾吃水均变为11.4-0.16=11.24m。注意若升沉量为负值则首尾吃水都应加上相应的值。图上数据看不清时可讲窗口最大化，点击左上角像眼睛一样的按钮。2.5分析勾选Pitch点击Apply,出现右图。可见在此吃水状况下，纵倾值为0.16°,即船首下沉。首吃水：11.24+175*tan(0.16)=11.73m，175为船长。尾吃水：11.24。注意若纵倾值为负值，则船首上浮。因此在该载重情况下，船舶的首吃水为11.73，尾吃水为11.24。本部分分析结束。2.5分析补充：选择SectionLoad还可以得到之前定义的三个截面受到的六个方向力的图。本部分不需计算这些。三.有速度时的静水力平衡1.创建新载况。2.建立新JobData。3.划分网格。4.分析。3.1创建新载况点击左侧的模型树，选中lc1，点击右键，选择NewCalmSeaJob,出现如下右图所示，命名为knot11,表示航速为11节，速度处的单位为m/s,所以将11kn换算成m/s：11*0.514=5.66。根据上节计算得到，尾吃水为11.24，首吃水为11.73，点击OK。3.2建立新JobData点击左侧的模型树，选中knot11，点击右键，选择JobData。出现如下右图所示。3.2建立新JobData由于有了航速，与零速时相比，将时间步长减小为0.2,时间长度增加为200，如下左图所示。跟零速时一样，点击Output,点击HullgirderLoads前的方框，框中出现勾，点击Loadcations,如下右图输入想要计算的截面，点击确定。再次点击确定退出JobData。3.2建立新JobData由于有了航速，船运动时产生的波浪对船有沿x负方向的作用力，为避免这些作用力使船舶减速，要定义船舶的固有周期及阻尼。由于这些定义的数据在第四部分还要用到，因此我们在全局设置里定义。选择Edit/GlobalJobDefaults,或者直接点击，出现如右下图所示。3.2建立新JobData点击EigenPeriodsandDamping,将Surge的固有周期设为100，阻尼系数设为0.1，Sway和Yaw只定义一个就可以将两个方向的运动限制。我们定义Yaw的固有周琦为100，阻尼系数为0.05。选择ControlData,在Linearisation中选择DoubleBody,如下右图所示。点击确定退出全局设置。3.2建立新JobData点击左侧的模型树，选中knot11，点击右键，选择JobData。选择EigenPeriodsandDamping,点击UseDefaults。选择ControlData,同样点击UseDefaults。最后点击确定退出。3.3划分网格点击左侧的模型树，选中knot11，点击右键，选择Mesh。出现如下右图所示。参数不用更改，直接点击mesh完成自动划分网格。然后点击叉退出划分网格。3.4分析点击左侧的模型树，选中knot11，点击右键，选择Setcurrent。再次右键点击PreoareMassdata,再次右键点击ExportJobdata,再次右键点击Run。出现如下图所示，这个过程大概持续4分钟。当运行结束时，点击左侧的模型树，选中knot11，点击右键，选择Plot。与2.5中的类似，确定升沉和纵倾的数据。升沉量：-0.55m.纵倾：-0.09°。因此在有航速情况下尾吃水为：11.24+0.55=11.79m，首吃水为：11.73+0.55-175*tan(0.09)=12.00m。3.4分析四.有速度时在波浪中的受力1.创建新载况。2.建立新JobData。3.划分网格。4.分析。5.后处理。4.1创建新载况点击左侧的模型树，选中lc1，点击右键，选择Edit,根据上节计算得到，尾吃水为11.79，首吃水为12，点击OK。4.1创建新载况点击左侧的模型树，选中lc1，点击右键，选择NewJob,命名为knot11_waves，速度为5.66m/s,点击Apply。然后点击Generate,来定义波浪。周期为3到14秒，最小间隔为1s,振幅Amplitude为1m(因为要计算单位波幅下的受力情况)。Simulation为500s，浪向为0°到180°，间隔为45°。填完后点击Fill,可看到数据进入左边表格，然后点击OK.再次点击OK退出新载况的建立。4.2建立新JobData点击左侧的模型树，选中knot11_waves，点击右键，选择JobData。将时间步长改为0.15s,分析时间Duration改为700s。点击应用。4.2建立新JobData点击Output,此处要定义重心位置作为参考点。重心位置可以在之前计算在计算机上存放的位置，找到lc1_ZeroSpeedJob文件夹中的lc1_ZeroSpeedJob.LIS文件，读取重心位置为(89.75，0，11)，填入，然后勾选HullgirderLoads前的方框，像3.2节中一样定义三个截面。因为要计算传递函数，还要勾选Loadtransfer前的方框。点击应用。4.2建立新JobData点击EigenPeriodsandDamping,这部分在3.2节中已在全局设置中定义了，只需点击UseDefaults即可，然后点击应用。4.2建立新JobData点击ExtraParametersandComments,输入moor_stern=F,然后点击应用。4.2建立新JobData点击InitialConditionsandViscousDamping,如下图位置输入0.1和0.01，点击应用。最后点击确定退出JobData的设置。4.3划分网格点击左侧的模型树，选中knot11_waves，点击右键，选择Mesh。出现如下右图所示。参数不用更改，直接点击mesh完成自动划分网格。然后点击叉退出划分网格。4.4分析点击左侧的模型树，选中knot11_waves，点击右键，选择Setcurrent。再次右键点击PreoareMassdata,再次右键点击ExportJobdata,再次右键点击Run。出现如下图所示，这个过程大概持续三个小时。4.5后处理点击左侧的模型树，选中knot11_waves，点击右键，选择RunWasimFourier。不需要修改参数，直接点击OK.4.5后处理点击左侧的模型树，选中knot11_waves，点击右键，选择RunPostresp,点击OK。出现如下图所示。4.5后处理点击Display，选择下拉列表中的ResponseVariable,选择如下右图所示参数，点击Apply，可以看到升沉运动的传递函数图像。4.5后处理SECL表示截面，SECL1011最后的数字1表示x方向的力，如果最后的数字是2,3就分别表示y和z方向的力，最后的数字是4,5,6分别表示x,y,z方向的弯矩，中间两位数字表示截面编号，本例中一共有3个截面。按住鼠标左键往下可以连续选择多个，如下图所示，点击Apply,出现如右图所示图形。4.5后处理点击Creat，选择下拉列表中的WaveSpectrum,来定义海浪谱。命名为W1，有义波高为0.5m，周期为3s,点击OK。可以定义多个波高，本处只用一个作为示例。4.5后处理点击Creat，选择下拉列表中的ResponseSpectrum,来定义响应谱。如右图所示，选择截面1第5个方向的受力(y方向受到的弯矩)，五个浪向，海浪普W1,因为假定波浪为长峰波，在波浪传递函数处可不定义，点击OK。4.5后处理点击D