1. 船舶动力学特性
AQWA是一套集成模块，主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析需求，包括从桅、桁到FPSOs，从停泊系统到救生系统，从TLPs到半潜水系统，从渔船到大型船舶以及结构交互作用。
中文名
AQWA
外文名
AQWA
描述
一套集成模块
包括
从桅、桁到FPSOs
模块覆盖范围
衍射/辐射(包括浅水效应)等
特征
ANSYS软件下的集成系统
开发公司
安世亚太公司
aqwa
SIMWE
哥氏力
clarke变换
恒虚警检测
PI算法
pid增量式算法
foc控制
MATHWORKS
PumpLinx
简介
模块覆盖流体分析的全部范围，包含
衍射/辐射(包括浅水效应)- AQWA-LINE;
具有随机波的频域- AQWA-FER;
aqwa
具有随机波包括慢漂流的时域AQWA-DRIFT;
具有宽大波的非线性时域- AQWA-NAUT;
包括停泊线的静动稳定性- AQWA-LIBRIUM。
时域和频域模块还包括耦合缆索动力学。最后所有的模块集成于强大的前后处理器AQWA-图形超级用户界面。
AQWA能够处理多达50个互联的结构，且能够考虑和流体的交互作用。
AQWA还可以作为浮动结构的完整流体和结构分析系统-AQWA-OFFSHORE，它结合了AQWA 和 ASAS并有网格划分和结果显示功能。
重要特征
· 完全的集成系统
· 丰富的流体交互作用
· 多达50个互联的结构
· AQWA 超级图形用户界面
· 灵活的建模功能
· 耦合缆索动力学
· 能够集成软件以施加外部载荷
· 超过20年的用户适用证明和验证
· 直接将结果传输到 ASAS
集成系统
AQWA是一个由衍射/辐射(AQWA-LINE))，包含停泊线的初始静动稳定性(AQWA-LIBRIUM) ，具有不规则波的频域(AQWA-FER) ，具有随机波包含慢漂流的时域(AQWA-DRIFT)，具有不规则波的非线性时域( AQWA-NAUT)等模块构成的完整集成系统。
这些模块被封装在强大的AQWA图形用户界面。
另外一个可选择的集成模块-耦合缆索动力学是实用的频域和时域模块，也具有强大的AQWA图形用户界面。
其它可选择的模块包括AQWA-LAUNCH和AQWA-FLOAT。这些模块用来模拟安装时的套管下水和浮动操作。AQWA图形用户界面可以从程序中提取出结果和动画演示。
交互作用
AQWA可以考虑邻近结构间的流体动力学相互作用。因而某一结构的运动可能影响另一结构的运动。结构可以由缆索铰结、连接在一起，也可以相互独立无关。一种典型的应用为屏蔽效应分析。需要注意的是具有前进速度条件的流体动力学交互作用目前是不可用的。
建模查询
AQWA-Graphical Supervisor是程序的关键模块. 其主要功能如下:
· 数据编辑
· 自动网格产生
· 在线帮助
· 在线参考手册
· 在线指南/算例
· 分析的控制和监测
· 包括前进速度的弯曲动量/剪切力计算
· 分离力计算
· 模型缩放
· 结果演示
· 强大的图形工具
· 输出到电子表格
· 函数处理，如节点 RAOs
· 转换分析，如时域向频域的转换
· 波幅升降的显示
分析功能
AQWA不仅仅用于系泊系统或衍射辐射分析，也是通用的流体动力学分析软件，对多种问题提供了非常灵活的解决方法。具体应用实例包括:
· 停泊系统的设计和分析
· FPSOs 的运动分析
· 气隙的确定
· 船和障碍物屏蔽效应的计算
· LNG传递过程中多体相互作用
· 系泊耦合线-结构相互作用
· 带中间浮标的缆索动力学
· 半潜水状态时的分离力计算
· TLP 概念设计
· TLP 缆索分析
· 跌落物体轨迹计算
· 概念设计和波能量系统分析
· 浮船间升降操作的模拟
· 母船登陆卸载工艺
· 驳船/海船对大型近海结构的的运输分析
· 浮动分析
· 桅船的运动分析
索动力学
利用这一独特模块，AQWA可以进行独立的或耦合的缆索动力学分析。这一功能既在频域可用(AQWA-FER)，也在时域模块可用(AQWA-DRIFT和 AQWA-NAUT)。频域求解非常快，以确定是否需要进行缆索动力学分析，然而精度仅大约为90%。时域分析可以提供非常高的精度，但是当然要使用更长的运行时间。
某些机构还坚持单独进行缆索动力学分析，这可以直接在AQWA Graphical Supervisor中进行。耦合缆索动力学的其它特点包括:
· 中间的浮筒
· 中间的配重
· 易浮悬链线
· 船舰间的缆索
动态联接
AQWA 5.5具有通过动态联接库(DLL)施加力载荷历史的能力。这一特点可使用户在"C++"或FORTRAN中产生他们自己的动态库来计算结构基于时间、位置和/或速度的力。同时在每一时间步定义了质量矩阵来模拟惯性力。计算可由最多100个整数参数和100个实数参数来控制，这些参数可以由用户输入然后传递到外部力程序。该功能可用于分析如下过程:
· 动态定位系统
· 航向校正系统
· 拖船提供的牵引力
· 具有特殊性质的阻尼系统
· 两船靠近时船体间或船与海床间的吸引力?
校核验证
AQWA已经开发了近30年。最初它被用于预测大型管套结构的下水和浮起，因为北部海域开始成为巨大的产油区。实际的下水试验证明AQWA能够以非常高的精度预测套管的运动。这使得LAUNCH/FLOAT程序成为了事实上的分析标准，此后该程序又融合了其它第三方软件，包括Exxon、DNV和 Bureau Veritas，功能得到了扩展并成为更通用的程序，又推出了AQWA-FER, AQWA-NAUT和AQWA-DRIFT。这些程序通过试验和其它比较得到了广泛验证。
AQWA-FER、AQWA-LINE和AQWA-LIBRIUM已被挪威海事管理局批准用于停泊分析。连同23个其它国际机构，AQWA被用于NTNF研究项目中的FPS2000比较试验，结果根据授权来使用。
应力分析
AQWA-WAVE是 AQWA-LINE和ASAS间的联接程序。对于给定的波方向，周期和频率，它读取压力和运动形式的结果，并且自动地作为压力和加速度应用到ASAS 有限元模型中。两种模拟间节点坐标的差别由系统自动解决。
AQWA特点概述
AQWA软件用于计算船舶与海洋工程的水动力性能问题功能完备，计算精度高，界面友好，影响广泛。其大致有如下特点:
(1)可以计算任意水深;
(2)计算浮体结构的波浪力，同时考虑波浪的衍射/辐射(包括浅水效应);
(3)计算浮体结构的平衡位置，可以考虑多个浮体结构通过缆绳的连接;
(4)停泊线的初始静/动稳定性;
(5)浮体结构的初步设计;
(6)频域线性分析模块;
(7)时域非线性分析模块;
(8)外力载荷动态库联接;
(9)传递压力和速度结果到ASAS或ANSYS进行结构响应分析。
AQWA的局限性
AQWA本身是一个非常优秀的软件，但是在使用过程中发现它还是有一些不足之处的，大概有以下几点:
(1)AQWA-LINE对节点和单元的个数有限制，节点个数不能超过22000个，单元个数不能超过18000个;
(2)AQWA里面没有Tank的概念，无法进行稳性计算;
(3)AQWA里考虑风和流的作用时，需要用户自己计算风力、流力系数;
(4)AQWA软件卡片的设置有着非常严格的格式要求，一般初学者较难掌握。
2. 船舶动力学特性是什么
轮船主要由船体、船舶动力装置、船舶舾装和其他装备构成。
船体骨架是由龙骨、旁龙骨、肋骨、龙筋、舭龙骨、船首柱和船尾柱构成，它们共同组成了船舶骨架。龙骨主要承受船体的纵向弯曲力矩。旁龙骨承受部分纵向弯曲力矩，并且提高船体承受外力的强度。
肋骨承受横向水压力，保持船体的几何形状。龙筋和肋骨一起形成网状结构，以便固定船侧板，并能增大船体的结构强度。舭龙骨能减弱船舶在波浪中航行时的摇摆现象。
3. 船舶动力装置原理与设计
第二次工业革命的标志之一就是发明了内燃机。汽艇指的是以内燃机为动力，以区别于以蒸汽机为动力的船舶。
其原理就是利用一组风扇向围裙中充入高压空气，高压空气给气垫艇的底部一个向上的压力，把气垫艇托起来，使气垫艇底部与地面分离，气垫艇底部与地面就没有摩擦力，然后利用另一组风扇产生推力，推动气垫艇高速前进。
4. 船舶动力学特性包括
船舶试车：
1.船舶在系泊状态下,对轮机、电气、船舶设备等按规定要求而作的一系列试验的统称。也称码头试车。
2.指船舶系碇在码头所进行的各种有关系统和设备在特定工况下的试验。
3.码头试车原指对船舶动力装置及机电设备所进行的一系列实效试验的总称。现称系泊试验,试验项目和内容也有所增加。
5. 船舶水动力学研究现状
船舶推进器种类很多,按照原理不同,有螺旋桨、喷水推进器、特种推进器。 由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器,俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机(见船舶动力装置)获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。
分类螺旋桨是现代船舶的主要推进工具,现在大多数船舶是用螺旋桨来推进的。螺旋桨又有许多类型。按照桨叶多少,螺旋桨有2、3或4个桨叶,甚至更多。一般桨叶数目越多吸收功率越大。按照构造不同,螺旋桨分为定(桨)距和变距螺旋桨两大类。
6. 船舶动力技术
至少有四种。一种是普遍采用的柴油机作为原动力，通过轴承传递到船尾螺旋桨产生推进力。
第二种是用电力作为原动力，同第一种方法使螺旋桨产生推力。
第三种是帆，通过船体上立杆布置的帆面，通过调整帆西方向使自然风给帆力传递到船体前进。
第四种手摇桨产生前进力。
7. 船舶动力学方程
计算公式： 如果假设螺旋桨排出流体的速度较慢，对周围介质的整体影响可以忽略，那么可以从动量角度推算螺旋桨推力： 推进功率P=FV=通道面积*空气密度*流速/3； 推力F=通道面积*空气密度*流速/2； 事实上，工业中的螺旋桨尺度都很大，螺旋桨推进速度或尾流速度产生的压力变化足以引起周围环境流体的大尺度流动，螺旋桨上游气体有抽吸作用，对下游有吹除作用，压差阻力和排出尾流得速度变慢，不可避免的引起推进力下降。
这一偏差可以使用一些经验数据来进行修正： 推力F=Cn*通道面积*空气密度*流速/2。
8. 船舶动力学模型
船舶动力装置包括三个主要部分：主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。
主动力装置，又称推进装置，是为船舶提供推进动力，保证船舶以一定速度的各种机械设备，包括主机及其附属设备，是全船的心脏。主动力装置包括主机、传动设备、轴系、推进器等。当启动主机，即可驱动传动设备和轴系，使推进器工作。当推进器，通常是螺旋桨，在水中旋转时就能使船舶前进或后退。
辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装置，如发电机组、副锅炉等。
9. 高性能船舶水动力原理与设计
原理对气门进行多极化控制,根据驾驶路况进行选择最合适的气门升程,有四缸高性能模式,四缸经济模式,两缸超经济模式,三种模式在油耗与动力之间做到平衡,所以通用也将其称为智能可变缸发动机。
10. 船舶力学基础
船舶与海洋工程主要学《船舶静力学》、《船舶操纵性与耐波性》、《船舶动力系统》、《船舶建造理论与工艺》、《船舶结构力学》、《船舶结构强度》、《船舶结构设计》等。
