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2011年天驊船在緬甸施工時(shí)，由于涌浪較大，導(dǎo)致船體對(duì)鋼樁頻繁撞擊，使得鋼樁在銷子眼處出現(xiàn)裂紋（如圖1），因此有必要研究波浪對(duì)絞吸船施工的影響。圖1 鋼樁裂紋二、分析工具本次分析采用常用的波浪力分析軟件AQWA進(jìn)行分析，模擬船體在不同波浪情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況。

1.2 輻射繞射理論繞射力是指浮體對(duì)入射波的反作用力，輻射力是因浮體本身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生波浪從而使物體受到的力[15]。波浪在遇到障礙物阻隔后會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的繞射現(xiàn)象，而浮體在發(fā)生橫搖等運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)參數(shù)復(fù)雜的輻射現(xiàn)象。

在動(dòng)態(tài)模式下，采用AQWA時(shí)域分析模塊計(jì)算船舶在不同航速、四級(jí)海況下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，四級(jí)海況僅考慮不規(guī)則波的作用，采用海洋工程行業(yè)常用的Pierson-Moskowitz波譜[7]（以下簡(jiǎn)稱P-M波譜）模擬四級(jí)海況下的不規(guī)則波浪，P-M波譜的相關(guān)參數(shù)見表3。

摘 要：穩(wěn)定的救撈作業(yè)場(chǎng)是保障海上救撈作業(yè)安全、高效的前提，為了提高救撈作業(yè)場(chǎng)的安全穩(wěn)定性，該文應(yīng)用AQWA軟件對(duì)某救撈船救撈作業(yè)場(chǎng)的典型工況進(jìn)行了錨泊力計(jì)算，并對(duì)其錨泊狀態(tài)進(jìn)行了分析。通過研究作業(yè)場(chǎng)布場(chǎng)的參數(shù)變化對(duì)錨泊系統(tǒng)的影響，總結(jié)出了3點(diǎn)增強(qiáng)錨泊穩(wěn)定性的作業(yè)場(chǎng)布置的原則。對(duì)海上救撈作業(yè)場(chǎng)的布設(shè)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

隨著各種漂浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)的提出與應(yīng)用，已有較多學(xué)者就其應(yīng)用范圍、參數(shù)、張力特性及組合系泊等方面展開了研究。孫金偉等[5]討論了不同系泊模式，即分組式系泊與分布式系泊對(duì)半潛式平臺(tái)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，并就兩種系泊模式中單根系泊失效下對(duì)平臺(tái)的影響進(jìn)行了對(duì)比。穆安樂等[6]采用懸鏈線系泊系統(tǒng)，通過對(duì)平臺(tái)縱蕩和縱搖響應(yīng)進(jìn)行分析，研究了風(fēng)浪聯(lián)合作用下系泊半徑、導(dǎo)纜孔位置和系泊長(zhǎng)度等對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定性及系泊受力的影響。

目前比較通用的水動(dòng)力學(xué)軟件有CFD和AQWA,為目前應(yīng)用廣泛的海上浮體和浮式結(jié)構(gòu)操作模擬軟件， 不僅可以很好地計(jì)算浮體的穩(wěn)性和水動(dòng)力特性， 還可以對(duì)浮體的系泊、下水、吊裝和扶正等工況進(jìn)行計(jì)算分析[3].CFD軟件可以計(jì)算靜水中和波浪中的阻力載荷，計(jì)算耗費(fèi)資源多、周期長(zhǎng)，但是計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確.AQWA軟件是ANSYS的一個(gè)水動(dòng)力模塊，只能計(jì)算波浪中的阻力，相對(duì)CFD而言，計(jì)算速度快、效率高，計(jì)算結(jié)果也相對(duì)準(zhǔn)確

圖1 浮式風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖?圖2 浮式風(fēng)力機(jī)系泊系統(tǒng)布置圖水動(dòng)力模型的建立 在AQWA中建立浮式基礎(chǔ)的水動(dòng)力模型如圖3所示。基于三維勢(shì)流理論計(jì)算浮式基礎(chǔ)的水動(dòng)力系數(shù),包括靜水恢復(fù)力系數(shù)、附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)以及一階和二階波浪載荷傳遞函數(shù),其中0°入射方向下一階波浪載荷傳遞函數(shù)的計(jì)算結(jié)果如圖4所示。

將浮體所受波浪力分成3種力，即入射、繞射和輻射，而入射波浪力與繞射波浪力構(gòu)成波浪激勵(lì)力。通過所得輻射勢(shì)和繞射勢(shì)，求解浮體的波浪力，進(jìn)而建立浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程，見式（3）。 式（3）中：m為浮體質(zhì)量；λa為額外阻尼系數(shù)；μij為附加質(zhì)量；λij為輻射阻尼；K為靜水回復(fù)系數(shù)；Ka為額外剛度系數(shù)；xi為浮體的位移；F為波浪激勵(lì)力。

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(dòng)力分析功能特點(diǎn) 04、Aqwa與Mechanical耦合仿真計(jì)算波浪載荷作用下船體受力變形分析流程

所得波浪運(yùn)動(dòng)學(xué)和甲板載荷在合理范圍內(nèi)，盡管仍有改進(jìn)空間。由于邊界反射，大型數(shù)值波浪域與計(jì)算機(jī)性能之間的平衡目前是一個(gè)挑戰(zhàn)。建議進(jìn)一步研究自由液面升高的解釋和實(shí)際應(yīng)用，尤其是在工程應(yīng)用中結(jié)果的穩(wěn)健性。建議對(duì)甲板波浪模型進(jìn)行更多驗(yàn)證案例，包括局部沖擊事件，并探討該方法的實(shí)用性。