ABAQUS海洋工程
關注創建者：有限元與近場動力學 創建時間：2019-07-05
ABAQUS海洋工程的視頻教程
船舶與海洋工程水動力分析-AQWA軟件入門與提高
直播免費報名鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/live/10525 全套線下面授課程：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/394847 適用人群：船舶與海洋工程相關專業在校生，技術人員 課程章節： 第一講 目前主流商業水動力計算軟件情況介紹（已結束，直播時間：2018-07-04 19:00） 第二講 經典AQWA建模
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ABAQUS海洋工程的實例教程
一、概述
隨著科技與經濟的發展，人類大大加快了對海洋領域的開發速度，海洋工程快速發展。在海洋工程中，無論是海岸建筑物建設，還是海上平臺建設，或者海底管線布設以及其它軍事應用等，獲取海洋區域磁場信息是非常必要與急需的，只有在海洋區域地磁場信息齊備后，才能確保海洋工程的可靠實施與維護。
海洋工程磁場探測傳感技術是海洋區域磁場信息獲取的主要手段，用于感知海洋磁場數據，分析海洋磁場特征，繪制海洋磁圖，探測海洋中的磁性目標，應用海洋磁力信息數據，是認知海洋與經略海洋的重要環節，同時，也是海洋地球物理學和海洋地質科學研究的主要內容之一。
展開 海洋微生物、動植物在海洋設施表面的粘附、生長形成海洋生物污損，它給海洋工業和海洋工程裝備帶來嚴重影響。海洋防污是一個與能源、環境、國防等國家重大戰略需求相關的課題。由于海洋環境的復雜性和污損生物的多樣性，海洋生物污損的防治一直是一個國際性難題。
華南理工大學海洋工程材料團隊面向國家海洋經濟戰略需要，針對海洋工程裝備和船舶在海洋環境下的腐蝕和生物污損問題，長期從事海洋防護高分子材料的基礎及應用研究。最近，該團隊應Soft Matter期刊邀請在“2019 新興科學家專刊”撰寫綜述論文“Dynamic surface antifouling: mechanism and systems”，該論文以Back Cover形式被亮點報道(第一作者為謝慶宜博士，通訊作者為馬春風教授和張廣照教授)。該綜述系統總結了團隊過去十余年在海洋防污領域的工作，重點介紹了他們在國際上最早提出的“動態表面防污”理論 (Dynamic Surface Antifouling, DSA)，即不斷變化的表面可有效抑制污損生物的粘附。該策略與呂氏春秋中 “流水不腐 ,戶樞不蠹”有著相近的內涵。
圖1. 動態表面防污策略示意圖
該綜述還詳細介紹了團隊基于“動態表面防污”策略發展的系列生物降解高分子基防污材料，包括聚酯-聚氨酯、改性聚酯以及聚（酯-丙烯酸酯）等。該系列材料具有獨特的主鏈降解性，在海水中能形成不斷變化的動態表面，避免污損生物附著的同時，使防污劑緩慢釋放，實現協同、長效防污。此外，該材料降解產物為無毒的小分子，可避免海洋微塑料污染。該體系具有環境生態友好、動靜態防污性能優異等優勢，是對傳統防污材料的重要革新。
圖2.
展開 一、海洋工程的范圍及內容
海洋工程，是以開發、利用、保護、恢復海洋資源為目的，并且工程主體位于海岸線向海一側的新建、改建、擴建工程。具體包括：人工島、海底管道、海底電（光）纜工程、海洋礦產資源勘探開發及其附屬工程、圍填海、鹽田、海水淡化等海水綜合利用工程及國家海洋主管部門會同國務院環境保護主管部門規定的其他海洋工程。可分為：海岸工程、近海工程和深海工程三大類。
海岸工程（Coastal engineering）：海岸防護工程、圍海工程、河口治理工程、沿海漁業設施工程、環境保護設施工程。
近海工程（offshore engineering）又稱離岸工程，主要是在大陸架較淺水域的海上平臺、人工島等的建設工程，和在大陸架較深水域的建設工程，如浮船式平臺、移動式半潛平臺（mobile semi-submersible unit）、自升式平臺（self-elevating unit）、石油和天然氣勘探開采平臺、浮式貯油庫、浮式煉油廠等項建設工程。
深海工程（deep-water offshore engineering）：包括無人深潛的潛水器和搖控的海底采礦設施等建設工程。
二、世界海洋工程發展史
海洋油氣勘探開發經歷了由淺水到深水、由簡易到復雜的發展過程。分為以下階段。
1、萌芽期
海洋工程發展的初始階段，主要采用土木工程技術建造木結構平臺和人工島，只能在近岸的海邊和內湖開發石油資源，作業水深低于10米。
1887年，美國在加利福尼亞海岸，為開發由陸地延伸至海里的Summerland油田，美國人威廉姆斯從防波堤向海里搭建了一座762米長的木質棧橋，把鉆機放在上面打井，在數米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井，拉開了海洋石油勘探的序幕。由于棧橋與陸地相連，物資供應就方便多了。另外，鉆機在棧橋上可以隨意浮動，從而在一個棧橋上可以打許多口井。
展開 (海洋工程)海上平臺的自振頻率分析
（注：完整建模細節的inp文件附在本文最后，可免費自由下載，技術共享；
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一、計算任務描述：
工程背景：海上平臺在海洋巖土工程中廣泛應用，如海上石油鉆井平臺，海上風電基礎平臺等。
模擬的工程價值和意義：海洋平臺由其承臺和開口鋼管樁群組成，在海上易受風荷載、浪荷載、洋流荷載和地震荷載等隨機荷載的影響，外荷載頻率有可能與結構的自振頻率相近而引發共振效應，使結構發生較大的變形而產生變形和傾覆等危險，故而研究海上平臺的自振頻率具有較高的工程價值。
任務：該模型模擬海上平臺的自振頻率分析，平臺包含承臺和承臺底下的支撐剛柱，支撐柱為變化樁徑的開口鋼管樁，嵌入承臺之中。
二、仿真計算采用的設備基本情況
1）處理器為 Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU @ 2.80GHz 2.81 GHz
(支持超頻，4核8個邏輯處理器)
2）內存為8.00 GB
3）操作系統為64 位（基于 x64 的處理器）
三、計算模型的處理技術
該模型采用Abaqus的線性攝動分析步和標準處理器(隱式處理器)，具有收斂性好，計算效率高的優點；
模型為3D建模，網格類型為3D實體單元；
開口鋼管樁嵌入承臺當中，且開口鋼管樁與承臺間的接觸采用綁定接觸。
展開 從古至今，人類征服大海的決心從沒有動搖，而體現在實際行動中，就是對海洋資源的不斷探索拓展。2017年2月13日，全球最先進超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”在煙臺命名交付，其整體用鋼約40000多噸，其中10%為超強超厚鋼。“藍鯨1號”是我國船廠在海洋工程超深水領域的首個“交鑰匙”工程，具有里程碑意義。
鋼鐵作為海洋工程裝備的關鍵結構材料，廣泛應用于鉆井平臺、生產平臺以及海底管道等。由于服役時間長，要長期抵抗惡劣的風浪條件，水下修理維護的成本極高，其采用的鋼板逐漸向高強度、高韌性、易焊接性、良好的耐腐蝕性以及大厚度、大規格化方向發展。今天帶大家了解船舶及海洋工程用鋼。
船舶及海洋工程用鋼發展史
二戰以后，由于推行海洋發展戰略以及蘇美兩大陣營對抗的軍事需求，以美國、俄羅斯、日本、德國等為代表海洋強國開展了大規模的艦船、海洋運輸、海洋油氣開發、海洋建筑等領域用鋼研究，形成了相應的合金標準與技術體系。典型的美國艦船用鋼經歷了由普通碳鋼（40年代）-高強鋼（50年代）-易焊高強鋼（80年代）-易焊耐蝕鋼（90年代）等幾代的發展，支撐起了包括深水潛艇、核動力航母在內的美國龐大的現代化海軍艦隊。
在海洋油氣開采領域，日本、德國、法國等已經掌握適用各種深度海洋鉆井平臺、作業平臺、油氣運輸船等海工裝備適用的大厚規格、高性能鋼材。目前國外已能夠生產3000米深水區域使用的塑性、強韌性、耐蝕性、抗疲勞性要求苛刻的油氣管線鋼。
美國潛艇、航母用鋼的發展歷程及其典型應用
我國在艦船用鋼、海工用鋼等方面，經過幾十年的發展取得了巨大進步，初步建立了我國自己的艦船及海工鋼鐵材料體系以及具有較強生產能力的鋼鐵企業。我國海工用鋼的國產化率已達到90%以上，有力的支撐了海洋經濟及國防建設需求。
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<p>在土木工程領域，隨著工程項目日益復雜，對結構分析計算的要求也越來越高。有限元技術作為一種強大的分析工具，在其中發揮著關鍵作用。ABAQUS 作為國際大型通用有限元軟件，憑借其卓越的性能，在土木工程的多個細分領域都有著廣泛且深入的應用。今天，就讓我們一同走進 ABAQUS 在土木工程中的精彩應用世界。</p><p>1、 ABAQUS 軟件概述</p><p>ABAQUS 是一款功能極為強大的工程模擬有限元軟件
ABAQUS在土木工程中的應用
本文的初衷主要是幫助讀者梳理常用的國際單位制及對應換算關系
一般計算與設計中，礙于軟件等因素，有時操作者會忽視結構某些物理量綱的單位，這往往造成部分描述上的混淆，諸如密度到底取多少？其單位又是怎么樣？在許多有限元數值分析軟件中并沒有系統預設的單位轉化功能，工程師需要明確自己輸入各個量的單位是否統一，計算所得結果的評價是否正常，這都需要讀者心中對單位制十分敏感，而不是模棱兩可地僅追求數字
板錨在海洋粘土中的上拔承載力(粘土的飽和不排水強度隨深度增大)
一、模型的建立
板錨為條形錨(strip anchor), 故而采用2D平面應變模型。土為海洋粘土，板錨上拔過程為不排水狀態，故而采用Tresca模型來模擬粘土的飽和不排水抗剪強度。粘土的抗剪強度從海床表面隨著埋深呈線性增大(如圖1所示)。考慮錨的上覆土重，粘土的有效重度設置為6kN/m3。
“全國船舶與海洋工程CFD會議”是我國船舶與海洋工程領域科技工作者的學術交流平臺。會議充分發揮行業平臺的作用與優勢、整合行業優秀專家資源、傾力打造船舶與海洋工程CFD領域具有代表性和影響力的行業學術會議品牌。
第八屆全國船舶與海洋工程CFD會議于2023年11月10-13日在哈爾濱工程大學隆重召開。來自中國科學院大學、清華大學、西北工業大學、中山大學、香港理工大學、澳門大學、
引言
21世紀是海洋的世紀 , 我國的海洋工程與船舶工業取得了突破性的進展產業規模大幅增大 , 產品質量得到多方認可 , 在國際中占有重要的地位。隨著船舶、海洋工程的迅速發展 , 鋼鐵作為船舶與海洋工程的主要結構 , 其研發水平和生產能力也在不斷提，而船舶和海洋工程結構物的使用環境一般比較惡劣 , 在服役中會受到海水、海泥和海洋大氣的攻擊 , 不同區域的腐蝕特征差異也比較大 , 因此船舶與海洋工程用鋼應具有較高的綜合性能
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斷裂力學介紹
斷裂力學所說的裂紋是指宏觀的、肉眼可見的裂紋
發動機的“三漏”問題，已日益成為影響發動機性能、可靠性、使用周期等的重點關注對象，因此發動機各密封材料的密封性能和可靠的連接方法是減少甚至消除這類問題的關鍵，對密封件的研究已經成為目前發動機設計中的一個重要組成部分。
一般而言，密封結構的裝配關系及幾何形狀比較復雜,其中的橡膠密封元件,具有非線性本構關系。它會導致結構受力變得復雜,承載后會出現大位移、大應變。因此，傳統的設計方法, 在實驗之前不能預先地對密封結構的性能進行評價
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
流固耦合對渦流脫落及其對海洋結構性能的影響具有重大影響。
渦流脫落應用非常適用于海洋環境中的流量測量、能量收集和耐波性。
通過流體和海洋結構的 CFD 建模，可以識別流體行為，這可用于計算渦旋脫落頻率。頻率分析有助于辨別可提高船舶設計效率的理想設計修改。
