AQWA手册

第一章介绍1.1介绍此文献是AQWA集成模块的使用手册。主要集成的模块有：AQWA-LINEAQWA-LIBRIUMAQWA-FERAQWA-DRIFTAQWA-NAUT本手册定义了上述工程的所有输入数据的格式。大部分的输入信息应用于不止一个工程中。对于只适用于一个工程的数据，手册中会特别说明。手册中也包含对所有工程均适用的某些内容的详情，这些信息会在后面的附录中给出。1.2约定AQWA工程采用下面的约定，在准备输入数据和整合结果的时候，用户应该记牢。1，整体坐标系统也被称作固定的参考坐标系(FRA)。这个坐标系原点在水平面，Z轴竖直向上，X、Y在水平面上。在任何分析步此坐标系不移动。2，局部坐标系局部坐标系(LSA)原点固定在船体的重心位置，X方向为船长，Y方向为横梁方向，Z垂直于XY平面。LSA随船体运动而运动。3，波浪（风和流同）方向波浪方向定义为波浪去向与整体坐标系X轴的夹角，按逆时针。如从-X到+X时，波浪的方向就是零度，从-Y到+Y，波浪的方向就是90度。4，单位AQWA中单位有输入数据中的水密度和重力加速度决定。例如，如果米和牛顿被用作长度和力的单位，用户应该用1025作为水的密度，9.806作为重力加速度。5，相位角相位角定义了一个振荡参数和一个参考点之间在时间上的不同。在AQWA中，一个参考点的入射波相位角为零时，就相当于当波峰通过结构的重心的位置。在AQWA输出文件中，大部分的计算参数以振幅和相位角的形式给出。一个正的相位角表明在波峰已经经过结构的重心后参数达到它的峰值。时间差分由下式决定：dt=T*Phase/360其中T是波浪的周期，相位以度表示。1.3AQWA文件AQWA模块用ASCII和二进制两种文件输入和输出。所有文件一般由包含三个字母的扩展名定义。文件名字最多由28个字母构成（包含扩展名为32个）。强烈建议文件名与所分析工程相关。扩展名与文件类型有关。下面是应用在AQWA和AGS中的文件扩展名的列表。输入文件DAT--ASCII，模型定义和分析参数，应用于所有AQWA工程。XFT--ASCII，在局部坐标系下定义六个自由度的一个或多个结构的外力的时间历程。用于运动分析（非强制）。WVT--ASCII，定义风的速度和方向时间历程。用于运动分析（非强制）。LIN--ASCII，船OFFSETS，在AGS网格划分中用于定义船体形状。MSD--ASCII，定义船体的质量分布。在AGS中用于剪力和弯矩的计算。EQP--二进制，包含结构的平衡位置。在AQWA-LIBRIUM中产生，应用在FER，DRIFT，和NAUT中，查看RDEP选项。输出文件LIS--ASCII，包含模型定义/分析参数和分析结果。HYD--二进制，包含在AQWA-LINE中计算的水动力结果。能被用在以后的AQWA分析。RES--二进制，包含模型定义/分析参数和在AQWA-LINE中计算的水动力结果，能被用于后面的AQWA分析和在AGS中的结构观看等。EQP--二进制，包含结构的平衡位置，在AQWA-LIBRIUM中产生，有选择的应用在FER，DRIFT中；查看RDEP选项。ENL--二进制，包含Morison单元/节点载荷。仅用于TETHER分析，或在stage6中的管单元分析。MES--ASCII，包含在AQWA分析中产生的信息。POS--二进制，包含在每一时间步的结构的位置。在AGS中用于产生动态效果。PLT--二进制，包含AQWA分析结果。在AGS中用于显示图形。POT--二进制，包含潜势。在AGS或AQWA-WAVE中用于压力计算。这个文件仅仅在AQWA-LINE中有LDOP项在的时候产生。USS--二进制，包含soursestrengths。在AQWA-WAVE中用于Morison力的计算。这个文件仅仅在AQWA-LINE中有LDOP项在的时候产生。SEQ--二进制，包含结构运动的动画，产生和应用在AGS中。TAB--ASCII，包含AQWA-DRIFTTETHER分析的统计表格。PAC--二进制，包含在单元质心的压力。在AGS中国用于涉及压力的后处理。VAC--二进制，包含在单元质心的流体速度。在AGS中用于波浪形状的显示。QTF--ASCII，包含二次传递函数的完全稠密矩阵。第二章AQWA模块中的分析步2.1总体描述AQWA模块中的所有程序凭借一些给出的分析有一个渐进的分析过程。即通过让每一个程序结构化为几个清晰的步骤，称作重新开始步(RestartStages）.这适用于在模块中的所有程序，用户可以顺次运行任何步（共有6步）。因为重新开始步适用于所有程序，这就允许用户在任何分析中运行多于一个的程序（例如，用户可以运行AQWA-LINE的三个步，然后运行AQWA-FER的最后两步，来完成一个特定的分析）。当重新开始功能被引用时，经由一个RESTART程序项（见附录B），输入信息必须有先前运行的程序运行中产生的备用文件，和不是来自正规卡片信息的输入数据文件。需要的这种备用的文件，叫做重新开始文件，在一个程序运行时自动产生。这个过程被用来将信息从一个程序翻译到另一个程序中以便于输入数据占据较小的空间。AQWA的六个重新开始步的每一步可以划分到两个级别，它们是：1，数据输入和数据处理2，特定分析和后处理本手册主要与特定的详细的输入数据要求有关。其他分开的程序用户手册则与采用的特定的运动分析类型有关。2.2重新开始步如下是AQWA模块程序的重新开始步的识别特征：Stage1-输入几何定义和静态环境。这个输入包含Deck1到5。Stage2-衍射和辐射分析参数的输入这个输入包含Deck6到8。Stage3-衍射辐射分析没有输入要求。Stage4-分析环境输入这个输入包含Deck9到18Stage5-运动分析和后处理没有输入要求Stage6-在AGS产生前，用于图形显示每一个程序重的新开始步和可能输入的数据将在2.3到2.7中叙述。2.3步1Deck1-5-几何定义和静态环境这些decks的初始功能是描述被模拟的结构。这包括质量和结构的惯性，以及它的几何特征，以便于我们进行水静力和水动力的计算。另外，在随后的decks中涉及的所有位置的坐标和将被涉及环境参数（如水密度）也将输入。在特定分析结构中这些参数保持恒定不变。如果从步1开始，所有AQWA程序要求Deck1到5的数据。2.4步2Deck6到8-辐射和衍射分析参数这些decks中输入的数据关系到在一定频率和方向的规则波范围内辐射结构的运动方程。如下为通过decks6到8输入的数据：Deck6-要求的频率-要求的方向Deck7-线性水静力刚度矩阵-在平衡状态下的浮力-在平衡状态下重心的Z坐标-附加质量矩阵-辐射阻尼矩阵-衍射力-Froude-Krylov力-运动响应（或RAOS)Deck8-无输入或漂移系数通常，对一个特定的分析并非所有的数据都是必须的，在这种情况下，用户简单的将那些没有用的数据忽略就可以了。注意，虽然AQWA-LINE计算的辐射衍射参数能被传递到AQWA中的其他模块中，但这也不是必须的。这就是说，如果由AQWA-LINE产生的备用文件无法使用（如AQWA-LINE还没有运行）或用户想输入非AQWA-LINE模块的值，他就可以在这些decks中输入。对一个有效的模型分析要求的数据输入如下：(A)在没有运行AQWA-LINE的情况下，AQWA-LINE的输入辐射衍射参数（即附加质量，波浪阻尼，漂移系数等）的计算。Deck6-需要的频率-需要的方向Deck7-在平衡状态下重心Z的坐标Deck8-没有输入要求(B)对一个已经运行的AQWA-LINE的运行，AQWA-LINE增加的附加频率的输入如果在一个单一的运行中已被定义的整个频率范围是特定的，因为一些原因程序不得不再次运行，那么将招致巨大的计算成本。因此，AQWA-LINE允许用户在最初的运行中特定选择频率和在后面的运行中特定附加的频率。如果AQWA-LINE在前面部分输入的数据下运行，程序可能在重新开始Stage2中重新开始。通过应用RESTART项和RESTART卡（看4.0部分），和忽略Deck1到5来做这一步。用户然后仅指定在Deck6中将被计算的参数的附加频率。Deck6-一个或多个附加频率Deck7-没有输入要求Deck8-没有输入要求注意在AQWA-LINE运行中输入的频率必须不同与先前运行中的频率，否则将自动拒绝运行。因为所以参数都被定义了一个特定的方向范围，这些方向也许可以不必重新定义（见4.6部分）。(C)AQWA-LINE中辐射衍射分析参数特定已知值的输入建议新用户忽略这些功能已知的辐射衍射参数可以在Deck7和8中输入。在初始或重新开始模型中都可以应用（见NOTEA或B）。当用户不能完全的描述一个通常的辐射衍射模型时，这个功能可以用来输入附加的参数值（例如由于结构的附件附加的阻尼或附加的质量）。其他参数的输入意味着AQWA-LINE在这个特定频率下将忽略所有的计算。Deck6-一个或多个频率Deck7-输入已知的参数Deck8-输入已知的参数和那些AQWA-LINE计算的参数一样，所有的输入参数将被包括在备用文件中以备将来的运行。用户应该参考每个Deck详细的描述的实际格式。(D)与前面运行的AQWA-LINE的结果相关的AQWA-DRIFT/FER/LIBRIUM/NAUT的输入相关的辐射衍射信息将存储在前面运行的AQWA-LINE产生的备用文件中。Deck6-无输入要求Deck7-无输入要求Deck8-无输入要求(E)与非AQWA-LINE模块运行结果相关的AQWA-DRIFT/FER/LIBRIUM/NAUT的输入Deck6-需要的频率-需要的方向Deck7-线性水静力刚度矩阵-平衡状态下浮力-平衡状态下重心的Z坐标-附加质量矩阵-辐射阻尼矩阵-衍射力-Froude-Krylov力-运动响应（或RAOS)Deck8-无输入或漂移系数(F)与先前运行的AQWA-LINE和其他AQWA-LINE模块结果相关的AQWA-DRIFT/FER/LIBRIUM/NAUT的输入建议新用户忽略此项功能如果用户想添加或改变前面运行的AQWA-LINE计算的参数以服务于现在的分析，可以通过应用先前AQWA-LINE运行的备用文件获得（即自动读入），与此同时指定添加或改变的参数。为了添加在先前运行步计算的参数，额外的频率不同于在Deck6中现存的频率，另外这些附加的频率在Deck7和8中适当的频率依赖参数值也不同。注意，因为所以的参数定义在一个特定的方向范围之内，这些方向也许可以不必重新定义（见4.6部分）。改变前面运行的参数计算，这些参数仅仅在Deck7和8中输入就行了，依赖于输入类型，（见分开的4.7和4.8部分），这些参数将覆盖输入值或称为输入值和原始值的总和。Deck6-没有输入要求Deck7-添加或改变的输入数据Deck8-没有输入或漂移系数2.5步3步3是由AQWA-LINE程序执行的辐射衍射分析。在任何其他程序中没有分析任务。当AQWA-LINE分析中执行步3分析时，没有decks需要输入数据。如果从步1开始，仅仅步1和步2需要（即Decks1到8）。如果在AQWA-LINE中Stage2已经运行并希望执行步3的辐射衍射分析，且没有随后的后处理（即Stage4和5），那么仅仅需要初始的Deck，并且相关联的重新开始card将从第3步开始在第3步完成（见4.0部分）。2.6步4在一些decks输入的数据关系到分析要求和程序应用的的类型。通过对每个程序的Decks9到18的数据输入概括如下：AQWA-LINEDeck9-漂移附加质量和阻尼（仅用于Deck16中的缩放）Deck10-没有输入要求Deck11-没有输入要求Deck12-没有输入要求Deck13-没有输入要求Deck14-没有输入要求Deck15-没有输入要求Deck16-结果的长度缩放比例-结果的质量缩放比例-体重心改变-体惯性改变-新的水动力参考点的定义Deck17-没有输入要求Deck18-没有输入要求AQWA-LIB