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课程培训
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ANSYS AQWA实战培训课程
ANSYS AQWA实战培训课程 一、培训对象 1. 海洋工程结构研发人员：从事海上平台、浮式风机、FPSO等海洋结构物设计与分析的工程师。 2. 船舶与海洋工程领域仿真工程师：需掌握波浪载荷计算、系泊系统分析、运动响应评估的CFD/结构仿真人员。 3. 海洋能源项目技术骨干：负责海上风电、波浪能装置等新能源设备水动力性能优化的核心成员。 4. 高校相关专业师生：船舶与海洋工程、港口航道与海岸工程等专业研究生或青年教师，需提升实战能力。 二、培训目标 1. 掌握核心功能：熟练使用ANSYS AQWA进行海洋结构物波浪载荷计算、运动响应分析及系泊系统设计。 2. 理解数值方法：深入理解频域/时域耦合分析理论、波浪力计算方法（如Morison方程、绕射理论）及系泊动力学模型。 3. 提升设计能力：基于仿真结果优化海洋结构物型式（如半潜式平台、单点系泊系统），降低运动响应幅值。 4. 解决实际问题：独立完成海上风机基础疲劳分析、浮式生产储卸油装置（FPSO）运动耦合计算及深海系泊系统设计。 三、培训内容与案例说明 （一）基础模块 1. ANSYS AQWA软件概述与界面操作 · 内容：软件架构介绍（AQWA LINE、AQWA FER、AQWA LIBRIUM等模块功能）、界面布局、基本操作流程。 · 案例：通过某半潜式平台模型，演示从几何导入、水动力参数设置到频域分析的完整流程，对比传统经验公式与仿真结果的差异。 · 目标：熟悉软件操作逻辑，建立海洋结构物水动力分析基本框架。 2. 几何建模与前处理 · 内容：海洋结构物几何文件格式（IGES、STL）处理、表面修复、封闭性检查；AQWA专用前处理工具（HydroDynamic Data）使用。 · 案例：修复某海上风机基础几何模型中的表面裂缝，生成符合水动力分析要求的封闭曲面，并导出为AQWA可识别格式。 · 目标：掌握几何预处理技巧，避免因模型缺陷导致计算中断。 3. 水动力参数设置与网格生成 · 内容：流体域定义、波浪方向谱设置、结构物质量/惯性矩输入、频域分析频率范围选择；面元网格生成策略与质量评估。 · 案例：为某FPSO生成高质量面元网格，通过调整网格密度和边界层厚度，使附加质量与阻尼系数计算结果收敛至5%以内。 · 目标：生成高效、准确的计算网格，平衡计算精度与资源消耗。 （二）核心计算模块 1. 频域水动力分析（AQWA LINE模块） · 内容：规则波/不规则波中结构物附加质量、阻尼系数计算；一阶/二阶波浪力提取；运动响应幅值算子（RAO）生成。 · 案例：计算某半潜式平台在百年一遇海况下的纵摇RAO，分析其共振频率与幅值，评估平台稳性风险。 · 实际项目：参与某深海浮式风机基础设计，通过频域分析优化基础尺寸，降低纵摇运动幅值25%。 · 目标：准确预测结构物水动力特性，为时域分析提供基础数据。 2. 时域耦合分析（AQWA LIBRIUM模块） · 内容：频域结果向时域转换、系泊系统/立管动态响应模拟、结构物与流体相互作用耦合分析。 · 案例：模拟某FPSO在台风工况下的时域运动，结合系泊系统非线性特性，计算锚链张力与平台偏移量，验证系泊安全裕度。 · 实际项目：为某海上液化天然气（LNG）终端设计系泊系统，通过时域分析优化锚链长度与预张力，确保极端海况下结构安全。 · 目标：评估结构物在真实海况下的动态响应，指导系泊系统设计。 3. 波浪载荷计算与疲劳分析 · 内容：长期海况组合、波浪诱导载荷时间历程生成、热点应力计算与疲劳寿命评估（基于S-N曲线或断裂力学方法）。 · 案例：计算某海上风机塔架在20年设计寿命内的疲劳损伤，识别高应力区域并提出结构加强方案。 · 实际项目：参与某半潜式生产平台疲劳分析，通过优化节点设计延长结构寿命15年以上。 · 目标：量化波浪载荷对结构疲劳的影响，提升设计可靠性。 （三）进阶模块 1. 多体耦合分析与浮式系统设计 · 内容：多浮体相互作用模拟（如船-船转运、浮式风机阵列）、浮式系统运动协调性分析、连接器（如铰接、液压缸）建模。 · 案例：模拟两艘FPSO并排作业时的水动力干扰，分析连接器受力与运动同步性，优化作业间距与连接方式。 · 实际项目：为某浮式核电站设计多体耦合系统，通过分析验证其在地震与波浪联合作用下的安全性。 · 目标：掌握复杂浮式系统水动力分析方法，解决多体相互作用难题。 2. 深海系泊系统设计与优化 · 内容：聚酯纤维锚链/钢链混合系泊建模、触地点土壤相互作用模拟、系泊系统静态/动态平衡分析。 · 案例：设计某深海浮式生产装置（FPU）的系泊系统，通过多方案对比选择最优锚链类型与布局，降低系统成本10%。 · 实际项目：参与某超深水钻井船系泊系统优化，通过动态分析减少锚链数量，同时满足作业安全要求。 · 目标：实现深海系泊系统轻量化与经济性设计。 3. 与ANSYS其他工具集成（如Workbench、Mechanical） · 内容：AQWA与ANSYS Structural/Fluent耦合分析流程、流固耦合（FSI）模拟、结构强度校核。 · 案例：结合AQWA波浪载荷与ANSYS Mechanical，评估某海上平台在极端海况下的结构强度，识别应力集中区域。 · 实际项目：为某浮式风电安装船设计甲板结构，通过流固耦合分析优化板材厚度，减轻结构重量8%。 · 目标：拓展分析维度，实现多物理场耦合仿真。 （四）综合实战
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