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使用 Ansys Fluent 執(zhí)行船體在逆海波浪中移動的升沉和縱搖仿真示例。流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動示例。在此示例中，使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪，而使用動態(tài)網(wǎng)格對 wigley 船體的運動進(jìn)行建模。使用用戶定義函數(shù) (UDF) 將運動限制為 4 個自由度 (DOF)。為了避免出口處的數(shù)值反射（非物理結(jié)果/波浪反射），使用了數(shù)值海灘選項。

爆轟沖擊波在水和空氣兩種介質(zhì)中傳播，并與船體發(fā)生耦合，船體側(cè)舷在沖擊波的作用下發(fā)生了明顯的變形，本次分析采用的是Euler-Godunov算法。 圖5 水下爆炸對艦艇的結(jié)構(gòu)沖擊 2、 氣泡脈動的模擬有研究表明，爆炸沖擊波過后，爆炸產(chǎn)物形成的氣泡含有47％的能量，在周圍水介質(zhì)的作用下膨脹和壓縮，產(chǎn)生滯后流和脈動壓力，對艦船縱向總體產(chǎn)生屈曲破壞和大變形，并引起低頻安裝設(shè)備的破壞。

4、鋼樁應(yīng)力計算根據(jù)天驥船鋼樁的實際結(jié)構(gòu)和尺寸建立三維模型，樁尖入泥部分簡化為實體（如圖8），利用ANSYS軟件計算在以上鋼樁作用力的情況下，鋼樁能否承受該壓力。

爆轟沖擊波在水和空氣兩種介質(zhì)中傳播，并與船體發(fā)生耦合，船體側(cè)舷在沖擊波的作用下發(fā)生了明顯的變形，本次分析采用的是Euler-Godunov算法。 圖5 水下爆炸對艦艇的結(jié)構(gòu)沖擊 2、 氣泡脈動的模擬有研究表明，爆炸沖擊波過后，爆炸產(chǎn)物形成的氣泡含有47％的能量，在周圍水介質(zhì)的作用下膨脹和壓縮，產(chǎn)生滯后流和脈動壓力，對艦船縱向總體產(chǎn)生屈曲破壞和大變形，并引起低頻安裝設(shè)備的破壞。

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

波浪載荷是半潛平臺所遭遇的環(huán)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(jìn)行分析以及對其運動響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報是平臺設(shè)計的基礎(chǔ)，也是平臺設(shè)計的關(guān)鍵。各大船級社規(guī)范對此也有要求。ANSYS系列產(chǎn)品主要專注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。

[6] 高巍.ANSYS AQWA軟件入門與提高[M].北京：中國水利水電出版社，2017.文章來源：中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2023(08)

例如，船體結(jié)構(gòu)通常使用非線性材料（如鋼材）。 對于撞擊體，可以將其定義為剛性體，或賦予較大的材料屬性（如高彈性模量）。 3.2 厚度調(diào)整 通過Thickness選項，根據(jù)實際結(jié)構(gòu)調(diào)整每個部件的厚度。例如，橫版和豎版的厚度可以分別設(shè)置為100mm和120mm。

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想象一下讓渦輪葉片旋轉(zhuǎn)起來的一陣風(fēng)、在波浪中行駛的船體或急速掠過F1賽車前擾流板的氣流。只要流體和結(jié)構(gòu)相遇，就會發(fā)生流固耦合 (FSI)。

舵桿材質(zhì)選用屈服強度為260 MPa的船體結(jié)構(gòu)用鍛鋼，參照《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)采用直接計算法校核舵桿強度時，舵桿的等效應(yīng)力應(yīng)不超過118/K,其中K為舵桿材料系數(shù)，其值為0.927,舵桿的許用應(yīng)力[σ]為127 MPa。