海工結(jié)構(gòu)的案例
干貨 | ANSYS軟件在海洋海工領(lǐng)域的應(yīng)用
細長桿梁ANSYS Mechanical結(jié)構(gòu)強度分析
對于船舶、潛艇、大型容器等大尺度海工結(jié)構(gòu)體，必須考慮結(jié)構(gòu)體與波浪直接的相互耦合作用，對于整體性能的分析，可采樣ANSYS Aqwa基于波浪的輻射衍射進行水動力學(xué)計算，可用于模擬海工多體系統(tǒng)停泊，海工結(jié)構(gòu)耐波性，動力定位系統(tǒng)，港口防波性，海工結(jié)構(gòu)連接、卸載、斷開場景，水上水下安裝，海上抬升和運輸?shù)裙r。
潛艇類結(jié)構(gòu)ANSYS Awqa水動力分析
復(fù)雜波浪載荷下的詳細結(jié)構(gòu)性能評估，需要模擬海水波浪沖擊海工平臺等結(jié)構(gòu)的壓力分布狀況，獲得精確的載荷值，用于細節(jié)結(jié)構(gòu)的強度和疲勞壽命仿真計算，需采用ANSYS CFD進行流動模擬分析，計算結(jié)構(gòu)各方向的力載荷，拖曳力、升力等參數(shù)，再結(jié)合ANSYS Mechanical進行受力分析。
ANSYS Fluent海工平臺海水外流場分析
ANSYS Mechanical Enterprise產(chǎn)品可以進行海工結(jié)構(gòu)受力分析、水動力分析，可以解決海工結(jié)構(gòu)靜強度靜剛度、屈曲、蠕變、動態(tài)振動、沖擊碰撞、疲勞壽命以及水動力等工程問題。
海工結(jié)構(gòu)應(yīng)用場合
支架結(jié)構(gòu)連接部位強度與疲勞壽命分析
纜繩結(jié)構(gòu)強度校核分析
水動力—流體—結(jié)構(gòu)耦合仿真
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細長桿梁ANSYS Mechanical結(jié)構(gòu)強度分析
對于船舶、潛艇、大型容器等大尺度海工結(jié)構(gòu)體，必須考慮結(jié)構(gòu)體與波浪直接的相互耦合作用，對于整體性能的分析，可采樣ANSYS Aqwa基于波浪的輻射衍射進行水動力學(xué)計算，可用于模擬海工多體系統(tǒng)停泊，海工結(jié)構(gòu)耐波性，動力定位系統(tǒng)，港口防波性，海工結(jié)構(gòu)連接、卸載、斷開場景，水上水下安裝，海上抬升和運輸?shù)裙r。
潛艇類結(jié)構(gòu)ANSYS Awqa水動力分析
復(fù)雜波浪載荷下的詳細結(jié)構(gòu)性能評估，需要模擬海水波浪沖擊海工平臺等結(jié)構(gòu)的壓力分布狀況，獲得精確的載荷值，用于細節(jié)結(jié)構(gòu)的強度和疲勞壽命仿真計算，需采用ANSYS CFD進行流動模擬分析，計算結(jié)構(gòu)各方向的力載荷，拖曳力、升力等參數(shù)，再結(jié)合ANSYS Mechanical進行受力分析。
ANSYS Fluent海工平臺海水外流場分析
ANSYS Mechanical Enterprise產(chǎn)品可以進行海工結(jié)構(gòu)受力分析、水動力分析，可以解決海工結(jié)構(gòu)靜強度靜剛度、屈曲、蠕變、動態(tài)振動、沖擊碰撞、疲勞壽命以及水動力等工程問題。
展開 干貨視頻 | ANSYS船舶海洋工程領(lǐng)域仿真解決方案
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課程簡介
海工結(jié)構(gòu)的安全可靠性非常重要。海工結(jié)構(gòu)的破壞將危害到人員的生命，裝置、設(shè)備、財產(chǎn)的損傷，甚至可能引起海洋環(huán)境的污染。在深海高強度壓力、海洋環(huán)境溫度差異性、颶風(fēng)、大浪、樁基相互作用等復(fù)雜海洋環(huán)境載荷作用下，海工結(jié)構(gòu)可能存在疲勞、屈曲、腐蝕、沖擊損傷等失效形式。
ANSYS作為工程仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在海工領(lǐng)域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業(yè)應(yīng)用案例，可為海工結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要理論指導(dǎo)。
課程內(nèi)容
01、船舶海洋工程仿真背景概述
02、ANSYS在船舶海洋工程領(lǐng)域的仿真解決方案
03、ANSYS結(jié)構(gòu)產(chǎn)品功能與Aqwa水動力分析功能特點
04、Aqwa與Mechanical耦合仿真計算波浪載荷作用下船體受力變形分析流程
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海工結(jié)構(gòu)的安全可靠性非常重要。海工結(jié)構(gòu)的破壞將危害到人員的生命，裝置、設(shè)備、財產(chǎn)的損傷，甚至可能引起海洋環(huán)境的污染。在深海高強度壓力、海洋環(huán)境溫度差異性、颶風(fēng)、大浪、樁基相互作用等復(fù)雜海洋環(huán)境載荷作用下，海工結(jié)構(gòu)可能存在疲勞、屈曲、腐蝕、沖擊損傷等失效形式。
ANSYS作為工程仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在海工領(lǐng)域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業(yè)應(yīng)用案例，可為海工結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要理論指導(dǎo)。
1、課程時間
12月30日（15:00-16:30）
2、適用人群
船舶行業(yè)、海洋工程、浮式風(fēng)電、水上機器人、浮標設(shè)備、離岸工程等領(lǐng)域研發(fā)設(shè)計人員。
3、講師介紹
陳 猛
Ansys資深結(jié)構(gòu)工程師
陽普科技金牌講師
碩士畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院。擁有8年CAE仿真工作經(jīng)驗，負責(zé)并參入了多項國基項目和工程項目，如超聲波振動系統(tǒng)的研究，硬脆性材料加工過程裂紋擴展的研究，電梯轎架靜動載解析問題，新能源電池包結(jié)構(gòu)強度問題，壓縮機配管系統(tǒng)振動噪聲問題等。目前在陽普科技擔任ANSYS結(jié)構(gòu)工程師一職，負責(zé)ANSYS結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的售前/售后技術(shù)支持以及仿真項目咨詢工作，擁有較為豐富的仿真培訓(xùn)經(jīng)驗和工程項目仿真經(jīng)驗。
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海工結(jié)構(gòu)的安全可靠性非常重要。海工結(jié)構(gòu)的破壞將危害到人員的生命，裝置、設(shè)備、財產(chǎn)的損傷，甚至可能引起海洋環(huán)境的污染。在深海高強度壓力、海洋環(huán)境溫度差異性、颶風(fēng)、大浪、樁基相互作用等復(fù)雜海洋環(huán)境載荷作用下，海工結(jié)構(gòu)可能存在疲勞、屈曲、腐蝕、沖擊損傷等失效形式。
ANSYS作為工程仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在海工領(lǐng)域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業(yè)應(yīng)用案例，可為海工結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要理論指導(dǎo)。
1、課程時間
12月30日（15:00-16:30）
2、適用人群
船舶行業(yè)、海洋工程、浮式風(fēng)電、水上機器人、浮標設(shè)備、離岸工程等領(lǐng)域研發(fā)設(shè)計人員。
3、講師介紹
陳 猛
Ansys資深結(jié)構(gòu)工程師
陽普科技金牌講師
碩士畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院。擁有8年CAE仿真工作經(jīng)驗，負責(zé)并參入了多項國基項目和工程項目，如超聲波振動系統(tǒng)的研究，硬脆性材料加工過程裂紋擴展的研究，電梯轎架靜動載解析問題，新能源電池包結(jié)構(gòu)強度問題，壓縮機配管系統(tǒng)振動噪聲問題等。
展開 保姆級教程|“貌離神合”的海工結(jié)構(gòu)疲勞分析中的S-N曲線和斷裂力學(xué)方法
應(yīng)用S-N曲線方法分析海洋工程結(jié)構(gòu)物的疲勞問題是目前最為常規(guī)的計算手段和設(shè)計依據(jù)。然而工程實踐表明，疲勞破壞案例占到所有結(jié)構(gòu)破壞案例的大多數(shù)，遠多于屈服和屈曲，這從側(cè)面表明S-N曲線方法可能存在一定缺陷。盡管如此，S-N曲線方法因其直觀且易于工程應(yīng)用的特點，相信今后一段時期內(nèi)仍然是海洋工程結(jié)構(gòu)物主流的計算分析方法。
我們也可看到近年來，斷裂力學(xué)方法不斷發(fā)展。筆者對斷裂力學(xué)方法在工程上的應(yīng)用十分關(guān)注，目前的主要應(yīng)用有：
• 在規(guī)范層面，目前船舶行業(yè)已經(jīng)對LNG Type B貨艙要求做裂紋擴展分析；
• 在海工結(jié)構(gòu)（導(dǎo)管架平臺）工程應(yīng)用層面，工程臨界分析（ECA）也經(jīng)常得以應(yīng)用來分析“已知”裂紋，以支持維修決策和制定檢驗方案等等, DNV-ST-0119中，對于浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，視斷裂力學(xué)方法為疲勞壽命計算的方法之一。
目前對于疲勞分析方法，應(yīng)用S-N曲線和斷裂力學(xué)方法進行分析，無論從書本、規(guī)范還是應(yīng)用都似乎分得很開，有“不相往來”的感覺。
筆者認為研究學(xué)習(xí)，理解好兩者存在的關(guān)聯(lián)，認識斷裂力學(xué)分析的一些思路和方法對更好得應(yīng)用S-N曲線方法、一定程度克服其不足很有幫助。本文從工程的角度總結(jié)了一些心得體會，拋磚引玉，僅供大家參考。
寫在前面
本文的思路是從大家熟悉的S-N曲線方法入手，討論應(yīng)力范圍Δσ的意義并引入應(yīng)力強度因子，建立其與斷裂力學(xué)方法的聯(lián)系。再通過一個例子，互驗斷裂力學(xué)方法和S-N曲線方法的結(jié)果（附Python代碼參考）。主要參考規(guī)范DNV-RP-C203以及BS7910。
展開 船舶海工CAE精選資料：結(jié)構(gòu)設(shè)計、CFD仿真相關(guān)實例、視頻、文檔...
隨著現(xiàn)代造船技術(shù)正朝著高度機械化、自動化、集成化、模塊化、計算機化方向發(fā)展，船舶海工相關(guān)CAE分析在船舶海工領(lǐng)域有了更多的典型應(yīng)用。船舶的運行環(huán)境十分復(fù)雜，而且其運行環(huán)境經(jīng)常是高速、強水流、強氣流等條件，因此，在CAE分析中需要用可靠性高的軟件來計算在復(fù)雜載荷條件下結(jié)構(gòu)的靜、動力響應(yīng)，損傷破壞和系統(tǒng)的壽命。本次，為大家?guī)砹?個船舶海工CAE精選資料，涉及實際案例應(yīng)用及先進技術(shù)理念，有文檔有視頻，全部免費領(lǐng)取，希望能為大家的技術(shù)提升帶來幫助！
目錄
一、湍流建模及其對于船舶行業(yè)的影響
二、如何使用仿真驅(qū)動型方法設(shè)計船舶
三、應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的船舶設(shè)計：船舶設(shè)計的范式轉(zhuǎn)變
四、船舶設(shè)計的全尺寸CFD模擬
五、海軍造船數(shù)字化，開創(chuàng)高效開發(fā)和生產(chǎn)多樣化的新時代
六、采用ALS技術(shù)減少散貨船摩擦阻力的CFD研究
課程簡介
一、湍流建模及其對于船舶行業(yè)的影響
了解如何將湍流建模的典范做法運用于船舶行業(yè)仿真。
湍流建模是對所有實際行業(yè)問題進行計算流體力學(xué) (CFD) 仿真必不可少的要素。但是，選擇最適當?shù)哪Ｐ停⒎禽p而易舉之事。
本次視頻將探討：
1.湍流建模的一些基礎(chǔ)方面及其如何影響解算方案。
2.統(tǒng)計（本質(zhì)上就是雷諾平均納維-斯托克斯方程模型）與尺度解析仿真（大漩渦仿真、分離渦模擬）之間的區(qū)別。
3.壁面處理最重要的方面，包含或不包含粗糙度，以及過渡模型最主要的因素。
湍流模型的影響將通過幾個示例進行闡述，其中采用了規(guī)范工況（通道流、邊界層）以及與海洋行業(yè)直接相關(guān)的工況。
展開 HyperWorks多物理場仿真：流固耦合
需要注意的是：P-FSI固體變形必須在線性范圍內(nèi)，無法考察固體內(nèi)的真實應(yīng)力，但是可以評估結(jié)構(gòu)的疲勞水平。
P-FSI案例
海洋工程上采用的圓柱形斷面結(jié)構(gòu)物，在洋流沖刷下產(chǎn)生周期性脫落的旋渦，由此產(chǎn)生脈動壓力，引發(fā)結(jié)構(gòu)的周期性振動，這種規(guī)律性的管體振動反過來又會改變旋渦的頻率。如果卡門渦頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)吻合，振幅會達到最大。這種現(xiàn)象也稱為“渦激振動”（Vortex-Induced Vibration ：VIV）。
安裝了擾流片的海工結(jié)構(gòu)
AcuSolve的ALE動網(wǎng)格
圓形截面管振動幅度較大
安裝擾流片改變了卡門渦頻率，從而減少了結(jié)構(gòu)振幅
射流主動控制技術(shù)
除了安裝擾流片，也可以在結(jié)構(gòu)的表面安裝射流裝置，同樣可以改變卡門渦的頻率，從而破壞VIV的“吻合”效應(yīng)。
圓柱繞流的卡門渦
無射流控制
有射流控制
流體側(cè)向力的時間歷程曲線
無射流控制（藍色），有射流控制（紅色）
大型的結(jié)構(gòu)或建筑也要考慮風(fēng)載荷的激勵。一方面改變風(fēng)渦脫落頻率，或者通過安裝加強筋，配重等手段改變結(jié)構(gòu)的固有頻率，避免嚴重的VIV現(xiàn)象。
案例：風(fēng)力發(fā)電機的葉片在強風(fēng)下產(chǎn)生顯著變形，不僅會改變?nèi)~片的空氣動力學(xué)性能，如果翼尖變形量過大，甚至?xí)绊懰馨踩?/span>
展開 海洋工程裝備及船舶發(fā)展現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)機會解析
一、海洋工程及船舶產(chǎn)業(yè)鏈
為了聚焦，在此只談與海洋油氣相關(guān)的作業(yè)于水面及以上的海工裝備及船舶，不涉及用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、礦產(chǎn)開發(fā)等的相關(guān)裝備，不涉及水下生產(chǎn)系統(tǒng)、管纜等相關(guān)裝備。
海洋油氣田開發(fā)通常可以分為勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、棄置四個作業(yè)階段，如下圖所示：
二、海洋工程及船舶裝備概況
針對具體的施工作業(yè)需求，每個階段都需要特定的船舶與海工裝備，如下圖所示：
勘探裝備：主要包括物探船，用于二維、三維地震采集。
勘察裝備：主要包括勘察船，用于物探調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、環(huán)境調(diào)查、工程勘察。
鉆修井裝備：主要包括鉆井船/平臺、修井平臺等，用于鉆井、完井、修井作業(yè)。
施工裝備：主要包括起重船/平臺、鋪管船/平臺、鋪纜船、運輸船、拋石船等，用于海工結(jié)構(gòu)及裝備的運輸、吊裝、鋪管、鋪纜及安裝作業(yè)。
生產(chǎn)裝備：主要包括導(dǎo)管架平臺、自升式生產(chǎn)平臺、浮式生產(chǎn)平臺等，用于海洋油氣生產(chǎn)、處理和/或儲存外輸作業(yè)。
作業(yè)支持裝備：主要包括Tender，生活支持平臺、多功能支持船，潛水支持平臺、ROV支持船等，用于輔助鉆完井裝備和生產(chǎn)裝備完成相關(guān)施工作業(yè)。
液貨運輸裝備：主要包括穿梭油輪和LNG運輸船，用于原油及LNG運輸。
海工支持船：主要包括三用工作船、平臺支持船、救援船等、其他相關(guān)船舶等，用于生產(chǎn)支持及作業(yè)支持。
三、海洋工程及船舶裝備詳解
1、物探船
物探船位于油氣產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，油價暴跌，油公司的第一個做法就是消減勘探開發(fā)支出，物探船首當其沖，即刻便會成為棄兒。由于沒有緩沖，投資物探船的風(fēng)險應(yīng)該是最大的，特別是油價瞬息萬變的檔口，下單時需求如洛陽紙貴，交船時市場已經(jīng)門可羅雀。
目前全球共有物探船220艘左右，其中2D物探船40艘左右，3D物探船180艘左右，無在建訂單。物探船平均船齡21年，年齡超過25年的物探船約占40%，物探船隊按服役時間分布呈啞鈴狀。
展開 CFD專欄丨HyperWorks多物理場仿真：流固耦合
需要注意的是：P-FSI固體變形必須在線性范圍內(nèi)，無法考察固體內(nèi)的真實應(yīng)力，但是可以評估結(jié)構(gòu)的疲勞水平。
P-FSI案例
海洋工程上采用的圓柱形斷面結(jié)構(gòu)物，在洋流沖刷下產(chǎn)生周期性脫落的旋渦，由此產(chǎn)生脈動壓力，引發(fā)結(jié)構(gòu)的周期性振動，這種規(guī)律性的管體振動反過來又會改變旋渦的頻率。如果卡門渦頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)吻合，振幅會達到最大。這種現(xiàn)象也稱為“渦激振動”（Vortex-Induced Vibration ：VIV）。
安裝了擾流片的海工結(jié)構(gòu)
AcuSolve的ALE動網(wǎng)格
圓形截面管振動幅度較大
安裝擾流片改變了卡門渦頻率，從而減少了結(jié)構(gòu)振幅
射流主動控制技術(shù)
除了安裝擾流片，也可以在結(jié)構(gòu)的表面安裝射流裝置，同樣可以改變卡門渦的頻率，從而破壞VIV的“吻合”效應(yīng)。
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需要注意的是：P-FSI固體變形必須在線性范圍內(nèi)，無法考察固體內(nèi)的真實應(yīng)力，但是可以評估結(jié)構(gòu)的疲勞水平。
P-FSI案例
海洋工程上采用的圓柱形斷面結(jié)構(gòu)物，在洋流沖刷下產(chǎn)生周期性脫落的旋渦，由此產(chǎn)生脈動壓力，引發(fā)結(jié)構(gòu)的周期性振動，這種規(guī)律性的管體振動反過來又會改變旋渦的頻率。如果卡門渦頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)吻合，振幅會達到最大。這種現(xiàn)象也稱為“渦激振動”（Vortex-Induced Vibration ：VIV）。
安裝了擾流片的海工結(jié)構(gòu)
AcuSolve的ALE動網(wǎng)格
圓形截面管振動幅度較大
安裝擾流片改變了卡門渦頻率，從而減少了結(jié)構(gòu)振幅
射流主動控制技術(shù)
除了安裝擾流片，也可以在結(jié)構(gòu)的表面安裝射流裝置，同樣可以改變卡門渦的頻率，從而破壞VIV的“吻合”效應(yīng)。
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外高橋造船海工將進軍高端非船領(lǐng)域
非船高端項目是上海外高橋造船海工公司今年探索及嘗試開拓的領(lǐng)域，其中歐洲是公司重點關(guān)注的一個市場。為響應(yīng)中船集團高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，近期外高橋海工完成了“建筑產(chǎn)品鋼結(jié)構(gòu)cpr認證”工作，為進入相關(guān)工程領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。
2018年9月中旬，外高橋海工開始參與國外大型鋼結(jié)構(gòu)施工項目的競標。這類產(chǎn)品在歐洲需滿足歐洲建筑產(chǎn)品法令，遵循歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)標準中的所有控制要求，同時該項目的客戶方要求產(chǎn)品達到協(xié)調(diào)標準中的最高控制等級“EXC4 CLASS2”（一般用于國家關(guān)鍵項目的重要部位控制，遠高于船舶控制等級要求）。
根據(jù)競標要求，外高橋海工于10月初發(fā)出“堅決取證，積極參與競爭”的指令，全面吹響在2018年12月底前取得cpr認證的沖鋒號。公司品質(zhì)精度部作為牽頭部門，由質(zhì)量管理室、結(jié)構(gòu)檢驗室、精度管理室及無損檢測室共同組建了專項工作小組，部門長及主任黨員帶頭開展準備工作，對公司質(zhì)量管理體系、現(xiàn)場資源及人員能力進行全面分析，制定了詳細的取證計劃。在審核準備階段，取證小組得到外高橋造船焊接工藝所、理化試驗所，外高橋海工綜合管理部 、制造部、生產(chǎn)管理部、黨群人事部、生產(chǎn)保障部及配套部等部門的大力支持，一個月內(nèi)完成差距分析、審核程序文件編制、焊接工藝評定及焊接人員取證等大量準備工作。
2018年12月17日，公司迎來“認證大考”。在審核認證過程中，英國勞氏質(zhì)量認證（上海）公司審核員及其工業(yè)技術(shù)公司工程師高度評價了外高橋海工在制度及管理方面的專業(yè)性和規(guī)范性，對初次涉及非船領(lǐng)域，就有如此成績表示欽佩。
鋼結(jié)構(gòu)cpr證書的取得，標志著外高橋海工的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在技術(shù)能力及管理要求上已經(jīng)符合歐洲鋼結(jié)構(gòu)建筑法令并達到歐洲鋼結(jié)構(gòu)建筑最高控制等級，為公司高質(zhì)量發(fā)展，進軍非船工程相關(guān)領(lǐng)域邁出了堅實一步。
展開 一艘出塢 一艘開工 大船集團建造85000立方米超大型乙烷乙烯運輸船項目進展順利
同時，該項目的如期推進也得到了各方來賓的認可，標志著大船集團海工板塊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整又向前邁出了堅實的一步。
來源：大船集團
深海能源大會第二天，中國船協(xié)會長郭大成如是說
同時，我國海工產(chǎn)業(yè)還要做好以下幾方面工作，一是進一步優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)從海洋油氣開發(fā)裝備向海洋資源開發(fā)裝備轉(zhuǎn)變；二是要大力提升研發(fā)設(shè)計水平，實現(xiàn)從中國制造向中國品牌轉(zhuǎn)變；三是要進一步完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)從總裝制造到全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展轉(zhuǎn)變。
郭大成強調(diào)，在海工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一定要注重協(xié)同發(fā)展，建設(shè)協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系是推動我國海工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。圍繞總裝制造，我國海工行業(yè)要把科技、資本、人才等生產(chǎn)要素統(tǒng)籌起來，形成總裝、配套、服務(wù)的集群化發(fā)展模式。同時，也希望各企業(yè)找準自身的市場定位，避免出現(xiàn)同質(zhì)化競爭，達到既競爭又合作的良性發(fā)展局面。
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