海洋平臺
關注創建者：劉堯 創建時間：2016-05-10
海洋平臺的視頻教程
Fine Marine 船舶海洋工程水動力解決方案 ——更專業的船舶CFD工具
Fine Marine 船舶海洋工程水動力解決方案 ——更專業的船舶CFD工具 適用人群：船舶行業/跨介質航行器/海上風電/海洋平臺等海洋工程仿真從業者，高校教師及學生。
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Fine Marine之船舶阻力自動化仿真方案 ——更專業的船舶CFD工具
Fine Marine之船舶阻力自動化仿真方案 ——更專業的船舶CFD工具 適用人群：船舶行業/跨介質航行器/海上風電/海洋平臺等海洋工程仿真從業者，高校教師及學生 Fine Marine之船舶阻力自動化仿真方案 ——更專業的船舶CFD工具（免費）【已結束】 直播時間：2023-08-01 19:30 直播內容： 船舶阻力預報是船舶設計中的重要環節。
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海洋平臺的實例教程
1
前言
海洋平臺由于長期固定在某海域作業，在遇到惡劣海況時不能規避，因而在結構設計階段必須要考慮其在生命期內可能要遭遇的極限海況。波浪載荷是半潛平臺所遭遇的環境載荷的主要部分，對船體的總強度校核起決定性的作用。因此在極限海況下對半潛平臺的波浪載荷特性進行分析以及對其運動響應進行預報是平臺設計的基礎，也是平臺設計的關鍵。各大船級社規范對此也有要求。
ANSYS系列產品主要專注于工程結構的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結構的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設計階段就把設計風險降低，并充分掌握海洋平臺在各種惡劣載荷條件下的響應和工作狀態。
2
分析方法
波浪運動是一個隨機過程，而通常結構物強度計算校核需要得到確定的結果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進行處理。目前規范中的使用方法主要是設計波方法。設計波通常是簡化的規則波，可以采用水動力軟件直接計算波浪對平臺的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動力結構的網格模型和強度校核模塊的網格模型的差異，包括單元類型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過程中，需要考慮網格的匹配。
3
波浪載荷計算與傳遞
一般來說，海洋平臺在海面上受到的與波浪相關的載荷包括靜水壓力、動水壓力和運動產生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動水壓力和運動的慣性載荷需要采用水動力軟件計算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計算出波浪的動水壓力以及海洋平臺運動產生的慣性載荷。
展開 摘 要：
在海洋平臺拖航過程中，提前準確計算平臺拖航阻力，選配動力合適的主拖輪，對拖航安全有著十分重要的意義.調研了各主流船級社拖航阻力的計算公式或推薦方法，以勝利石油工程公司典型自升式海洋平臺為研究對象，進行了CFD/AQWA有限元數模計算，根據結果的對比分析，優選了適合國內海域平臺拖航阻力的計算模型，并提出了適合的拖船選用安全系數.
關鍵詞：拖航阻力;計算模型;有限元;海洋平臺;
海上自升式平臺沒有自航能力，一般采用拖輪進行拖帶作業.拖航前需計算平臺拖航阻力，選擇系柱拖力相當的拖輪；如果拖航阻力計算不準確，拖輪拖帶能力不足，遇到惡劣海況時無法制衡平臺，可能出現平臺失控的情況.關于拖航阻力計算，目前國內一般采用中國船級社(CCS)《海上拖航指南(2011)》“附錄2 海上拖航阻力估算方法”,但該計算模型僅考慮了摩擦阻力、剩余阻力和空氣阻力(風阻力),沒有考慮波浪阻力的影響.在拖航實踐過程中，當遭遇惡劣氣象時，拖輪零拖帶航速的實測拖力與計算阻力有一定差距，該差值甚至超過了拖力儲備值，加大了平臺失控的風險.為解決目前拖航阻力計算方面存在的一些問題，消除拖力不足帶來的平臺失控風險，勝利石油工程公司在充分調研和了解國內外相關研究的基礎上，對平臺拖航阻力計算開展了專題研究.
1 國內外規范算法介紹
平臺拖航距離遠、時間長、救援能力弱，需要充分考慮遭遇突發惡劣氣象的影響，因此應計算極端氣象海況條件下的拖航阻力，并匹配具備相應拖帶能力的主拖輪，確保拖航過程安全.在國內外不同海上組織的標準中，均有對計算拖航阻力環境條件的要求，具體見表1[1].其中，CCS為中國船級社，DNV為挪威船級社， IMO為國際海事組織， GL為德國船級社，ABS為美國船級社.
展開 Engineering Dynamics, Inc 開發的 SACS軟件系統，是用于海洋平臺以及一般陸地結構工程設計的結構有限元分析軟件系統。SACS 軟件包含有多個程序模塊，這些程序模塊之間采用文件接口連接方式以方便客戶購買及使用。該系統所有的程序模塊都包含有比較完整的英制及公制單位的缺省工程 參數以簡化用戶的輸入。下面的程序流程圖用于解釋各程序模塊之間的連接關系。所有的結構數據：幾何形狀，構件尺寸，材料特性以及環境條件都是由交互方式輸 入以 文件方式存儲。然后求解程序對這些數據進行分析計算，得出最終的求解文件，這個文件中包含所有節點的位移以及單元內力。后處理軟件使用求解文件中的數據， 采用相應的規范對結構作規范校核。不符合規范要求的部分，程序可自動進行重新設計。結構分析及規范校核結果也可以用圖形的方式輸出，其結果可用于工程圖紙 生成及結構料表。
軟件分析包
SACS 軟件包支持 WindowsVista/XP 等操作系統。整個軟件系統由多個程序模塊組成，可以購買也可以按月租賃；可以購買或租賃整個系統，也可以根據需求購買或租賃其中的部分軟件包或單獨的模塊。
STATIC I Pro ：專業海洋靜力軟件包
海洋平臺靜力分析軟件包可以滿足典型的固定式海洋平臺、碼頭、承臺以及浮式系統上部結構的靜力分析要 求。軟件包中包含三維圖形交互式建模，有限元求解器以及圖形交互后處理程序。在這個軟件包中還包含有SEASTATE, JOINT CAN, PILE, COMBINE, GAP, TOW 以及 LDF大變形。
展開 海洋風機基礎分析系統是用于對海洋風機基礎平臺進行結構分析和強度校核的專業分析軟件。針對不同的海洋平臺結構，提供完整的分析方案，涵蓋靜力學分析、動力學分析和疲勞分析。分析方案中包括對靜力學分析結果的強度校核，強度校核的標準是海上風電風機基礎分析規范。
基于海洋風機基礎分析系統，設計人員可直接對完成的初步設計實施整個分析流程，并根據分析的結果進行修改。不僅如此，海洋風機基礎分析系統提供了友好的界面，方便易用，可操作性強，分析系統將ANSYS Classical的計算集成在后臺，設計人員無需掌握ANSYS即可進行基于ANSYS求解器的各類分析。在計算完成后，系統會自動截取ANSYS的計算結果，并顯示在系統界面上，從而省去了設計人員打開ANSYS進行操作。
為了更好地服務于工程設計,海洋風機基礎分析系統集成了中國石油天然氣行業標準中的海上固定平臺規范、國外規范API和DNV，在現行結構分析的基礎上，直接獲得符合行業規范的評估結果，大大節省了設計人員設計校核的時間。
功能特色
海洋風機基礎分析系統提供了全面的海樣固定平臺基礎的結構分析工具。
海上風機基礎平臺設計
幾何建模：系統提供了單樁、水下多樁、水上三樁、高樁承臺和導管架等模型。
材料庫：包含各類鋼材、混凝土等材料。
環境參數：包括地質參數、海況參數，提供了樁土作用模型，考慮了海水密度、海洋附生物、拖拽力系數、慣性力系數等因素。
載荷類型：包括活載荷、風載荷、水流載荷、波浪載荷和風機載荷，載荷種類多樣，充分考慮了海洋平臺結構在實際工作環境中可能的外載。
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；
麻煩大家在帖子最后為該帖投票，感激不盡）
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。
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3px 12px;"><p class="ql-table-cell-inner" data-table-id="0up8dypcqjjm" data-row-id="fb1wnlma3u8" data-col-id="v9jnl0d9ow" data-rowspan="1" data-colspan="1"><p> 應用場景計算特征海浪、海流、風場模擬</p><p><br></p><p>海洋平臺穩定性
</p><p>該案例比較簡單，但通過該案例可延伸到潰壩、泄洪，海洋平臺浮動等較為復雜的仿真問題。</p><p><strong>1 前處理設置</strong></p><p>采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。
CABLE單元可以用來模擬拉索和電纜等中等至極細的以軸力為主的結構，廣泛地應用于海洋平臺、建筑和機械行業。
與其他線體單元相比，CABLE 能實現良好的網格收斂性和較粗單元下良好的計算精度。
lsdyna中，常用beam類型有1、2、3、6四種
1.ELFORM=1， Hughes-Liu integrated beam，積分梁：
用來模擬考慮應力結果的良，如汽車底鹽中的長螺栓。
但是可以預期，數值水池未來將至少在兩個方面超越物理水池：一是超越物理水池的功能與性能限制，實現物理水池難以開展的試驗項目；二是超越物理水池的尺度限制，開展實尺度平臺在實際海洋環境下的航行性能試驗，并與平臺的操縱控制相結合，實現“數值航行”。
摘 要：
在海洋平臺拖航過程中，提前準確計算平臺拖航阻力，選配動力合適的主拖輪，對拖航安全有著十分重要的意義.調研了各主流船級社拖航阻力的計算公式或推薦方法，以勝利石油工程公司典型自升式海洋平臺為研究對象，進行了CFD/AQWA有限元數模計算，根據結果的對比分析，優選了適合國內海域平臺拖航阻力的計算模型，并提出了適合的拖船選用安全系數.
鈦鋼能夠對多種酸堿類化學介質有較好的耐腐蝕能力，被廣泛應用于化工設備、海洋平臺、海水淡化等相關領域種；
3-醫療領域。鈦鋼具有良好的生物惰性，對人體無害，同時也有比較好耐腐蝕性能，所以經常被應用在制造假體、人工關節、外殼器械等方面；
4-體育器材領域。鈦鋼的重量輕且強度高，適合用在體育器材種，比如高爾夫球桿、自行車車架、網球拍等都非常適合使用鈦鋼材質制造。
目前，對海洋平臺的運動響應和艦船單點系泊運動響應的研究較多[1,2]，但是對艦船多點系泊運動響應的研究較少[3,4]，尤其在探索布場參數變化對救撈作業場的影響方面研究較少，因此該文對布場參數對救撈作業場的影響進行了研究，對提高救撈作業場的穩定性具有一定參考價值。
在 大 型 散 裝 貨 船 和 集 裝 箱 船中 ,390MPa 級的高強度鋼已占主導地位 , 海洋平臺等大型海洋結構中廣泛應用 TMCP 工藝船體鋼的強度級別已經達到 550MPa 級以上。海洋工程中自升式鉆井平臺的樁腿結構 , 如齒條板、半圓板和無縫支撐管等部位 , 均要求屈服強度 690MPa 以上的高強度低合金鋼。
§ Sesam Offshore：專門針對海洋平臺結構的設計與分析模塊。
§ Sesam Wind：用于風力渦輪機結構的設計與分析模塊。
§ Sesam Pipe：用于管道結構的設計與分析模塊。
計算特點：
§ 并行計算：DNV GL Sesam支持CPU多核和集群計算，可以在多個CPU核心上并行處理計算任務，從而提高計算效率。
