ICS47.020.01CCSU07中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Waveloadoutputandlo2025-09-11發(fā)布IT/CANSI189—2025前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14載荷輸出 14.1一般要求 14.2浮體剖面載荷 14.3流體壓力 25載荷加載 25.1節(jié)點(diǎn)/網(wǎng)格 25.2流體結(jié)果 25.3加載方式 25.4加載過程 3附錄A（資料性）剖面載荷格式說明 4附錄B（資料性）載荷加載格式說明 5T/CANSI189—2025本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)提出。本文件由中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：中國船舶科學(xué)研究中心、中船奧藍(lán)托無錫軟件技術(shù)有限公司、中國船級(jí)社、中國船舶集團(tuán)有限公司綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、招商局工業(yè)科技（上海）有限公司。本文件主要起草人：王思雨、倪歆韻、李敏、李云驤、王麗榮、胡杰鑫、王明皓、李巧平、曹辰澤、毛紫浩、劉盛。1T/CANSI189—2025船舶結(jié)構(gòu)CAE軟件波浪載荷輸出和加載要求本文件規(guī)定了船舶結(jié)構(gòu)CAE軟件波浪載荷輸出和加載要求。本文件適用于船舶結(jié)構(gòu)CAE軟件波浪載荷數(shù)據(jù)的加載和處理。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1點(diǎn)云pointcloud空間中點(diǎn)的數(shù)據(jù)集，表示三維形狀或?qū)ο?，除了包括基本的三維坐標(biāo)外，還包括對(duì)應(yīng)點(diǎn)的物理信息。3.2波浪載荷waveloads由海洋上波浪誘導(dǎo)作用于船體結(jié)構(gòu)上的載荷。3.3網(wǎng)格映射meshmapping將流體網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的物理信息通過映射算法轉(zhuǎn)換至結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格。4載荷輸出4.1一般要求波浪載荷包括船體橫剖面位置處的剖面載荷和船體濕表面上的流體壓力，波浪載荷數(shù)值應(yīng)以科學(xué)計(jì)數(shù)法給出，并保留不少于3位有效數(shù)字。4.2剖面載荷4.2.1輸出類型剖面載荷的輸出內(nèi)容分為：2T/CANSI189—2025a)特定波浪頻率下載荷；b)特定剖面處載荷。4.2.2特定波浪頻率下載荷特定波浪頻率下載荷是指輸出特定波浪頻率下按照浮體長度方向輸出計(jì)算的剖面載荷，輸出內(nèi)容應(yīng)剪力和彎矩方向見圖1，輸出格式見附錄A。4.2.3特定剖面處載荷特定剖面處載荷輸出是指輸出特定剖面處所有計(jì)算頻率下的剖面載荷，輸出內(nèi)容應(yīng)包括浮體剖面三個(gè)方向剪力幅值（N、SFy、SFz）、三個(gè)方向彎矩幅值(TM、BMy、BMz)以及相應(yīng)的相位（Phase剪力和彎矩方向見圖1，輸出格式見附錄A。圖1剖面載荷示意圖4.3流體壓力流體壓力的輸出根據(jù)計(jì)算方法不同分為兩種：a)時(shí)域壓力，應(yīng)包括計(jì)算時(shí)刻、點(diǎn)位置坐標(biāo)、壓力值等，輸出格式見附錄B；b)頻域壓力，應(yīng)包括計(jì)算點(diǎn)位置坐標(biāo)，壓力實(shí)部、虛部，設(shè)計(jì)波相位等，輸出格式見附錄B。5載荷加載5.1節(jié)點(diǎn)/網(wǎng)格流體網(wǎng)格上的物理量應(yīng)通過船舶結(jié)構(gòu)CAE軟件中映射關(guān)系轉(zhuǎn)換至浮體有限元網(wǎng)格。5.2流體結(jié)果流體結(jié)果包括流體壓力和作用點(diǎn)信息，具體應(yīng)包括：a)多個(gè)工況或者計(jì)算時(shí)刻點(diǎn)。b)流體結(jié)果位置選擇網(wǎng)格用節(jié)點(diǎn)，由結(jié)構(gòu)CAE軟件自動(dòng)轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)結(jié)果。c)流體結(jié)果物理量：時(shí)域結(jié)果為瞬態(tài)時(shí)域結(jié)果，僅傳遞壓強(qiáng)；頻域結(jié)果按浪向、工況傳遞壓強(qiáng)及結(jié)構(gòu)重心的加速度。5.3加載方式壓力加載以文件傳遞，文本應(yīng)可讀，文件名根據(jù)計(jì)算信息確定，文件格式見附錄B。3T/CANSI189—20255.4加載過程5.4.1流體求解器輸出壓力載荷：a)根據(jù)船體位置提取流體載荷計(jì)算的浮體表面組成一個(gè)面單元組，確保面單元法相指向浮體內(nèi)部；b)將體單元中心壓強(qiáng)P外插到流體計(jì)算面單元節(jié)點(diǎn)。時(shí)域流體載荷直接外插得到目標(biāo)時(shí)刻下壓力值，頻域流體載荷按頻率ω、浪向θ和設(shè)計(jì)波相位β分工況存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)n的實(shí)部Rn和虛部In，其中β對(duì)應(yīng)主控載荷達(dá)到最大時(shí)對(duì)應(yīng)的入射波相位。5.4.2結(jié)構(gòu)求解器導(dǎo)入載荷文件并進(jìn)行網(wǎng)格映射：a)流體與結(jié)構(gòu)計(jì)算單位轉(zhuǎn)換，在結(jié)構(gòu)CAE軟件中設(shè)置接受面，完成網(wǎng)格映射，將流體數(shù)據(jù)傳遞到結(jié)構(gòu)有限元。b)若導(dǎo)入頻域流體載荷，結(jié)構(gòu)CAE軟件讀入輸出的波浪載荷文件后，在界面上選擇頻率和浪向，在后臺(tái)對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)n上讀取頻域計(jì)算得到的該節(jié)點(diǎn)載荷實(shí)部Rn、虛部In以及設(shè)計(jì)波相位β。4T/CANSI189—2025附錄A剖面載荷輸出格式說明A.1特定波浪頻率下載荷A.1.1文件命名規(guī)則文件名宜包括計(jì)算的具體工況的必要信息：航速、浪向、頻率的具體數(shù)值，也可根據(jù)實(shí)際情況自主命名。A.1.2開頭聲明計(jì)算頻率，以及載荷類型輸出順序，格式宜為：a)第一行TITLE="FRE=1.7"其中FRE后輸入頻率信息；b)第二行ARIABLES="剖面位置(m)","幅值TM(N*m)","幅值BMy(N*m)","幅值BMz(N*m)","幅值N(N)","幅值SFy(N)","幅值SFz(N)"說明第四行及以后每列數(shù)據(jù)屬性；c)第三行ZONET="FRE=1.7",I=3,ZONETYPE=Ordered,DATAPACKING=POINT其中FRE=后輸入頻率信息；I后輸入計(jì)算剖面?zhèn)€數(shù)；d)后續(xù)行每行輸出第1列為剖面位置，第2至7列為6個(gè)方向載荷值，每列數(shù)值之間以空格分開，格式為：位置坐標(biāo)值TM數(shù)值BMy數(shù)值BMz數(shù)值SFy數(shù)值SFz數(shù)值。A.2特定剖面處載荷A.2.1文件命名規(guī)則文件名宜包括計(jì)算的具體工況的必要信息：航速、剖面位置、已浪向的具體數(shù)值，也可根據(jù)實(shí)際情況自主命名。A.2.2開頭聲明計(jì)算浪向，以及載荷類型輸出順序，格式宜為：a)第一行TITLE="WHD=180"其中WHD后輸入浪向信息；b)ARIABLES="波浪頻率(rad/s)","幅值TM(N*m)","幅值BMy(N*m)","幅值BMz(N*m)","幅值N(N)","幅值SFy(N)","幅值SFz(N)"說明第四行及以后每列數(shù)據(jù)屬性；c)第三行ZONET="WHD=180",I=30,ZONETYPE=Ordered,DATAPACKING=POINT其中WHD=后輸入浪向信息；I后輸入計(jì)算頻率個(gè)數(shù)；d)后續(xù)行第1列為計(jì)算頻率，第2至7列為6個(gè)方向載荷值，每列數(shù)值之間以空格分開，格式為：波浪頻率值TM數(shù)值BMy數(shù)值BMz數(shù)值SFy數(shù)值SFz數(shù)值5T/CANSIXX—202X（資料性）載荷加載格式說明B.1概述載荷加載文件應(yīng)使用關(guān)鍵字區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)，關(guān)鍵字行應(yīng)以*開始，注釋行應(yīng)以**開始；在參數(shù)之間用“,”具體文件為兩種：a)點(diǎn)云格式：該格式只需輸入節(jié)點(diǎn)信息，且網(wǎng)格映射算法只能采用基于節(jié)點(diǎn)的NodeToNode映射。b)網(wǎng)格結(jié)果：該格式只需輸入節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)格信息，網(wǎng)格映射算法可采用基于網(wǎng)格的NodeToElementB.2開頭開頭用一段字符串說明是哪種類型,例如**WaveLoadType=’PointCloud’點(diǎn)云格式，見B.3格式詳細(xì)說明，或者**WaveLoadType=’MeshResult’網(wǎng)格結(jié)果格式，見B.4格式詳細(xì)說明。B.3點(diǎn)云文件采用點(diǎn)云格式，只包含位置信息和數(shù)據(jù)信息。文件僅有*Frame關(guān)鍵詞作用：聲明工況信息，每個(gè)工況一個(gè)Frame格式一（時(shí)域流體求解器a)首行：*Frame,time=0.01其中：time/Freq參數(shù)指定當(dāng)前計(jì)算時(shí)間點(diǎn)b)后續(xù)行：列出當(dāng)前工況下輸出的場量信息c)一個(gè)Frame結(jié)束用*EndFrame其中：b）項(xiàng)為當(dāng)前工況下輸出的場量信息，計(jì)算結(jié)果值分行列出，每個(gè)節(jié)點(diǎn)一行，每行格式如下所示：x,y,z,Pressure分別為節(jié)點(diǎn)X坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)Y坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)Z坐標(biāo)，時(shí)域的壓力格式二（頻域勢流求解器a)首行：*Frame,frquency=100.0,waveAngle=90.0其中：frquency參數(shù)指定當(dāng)前計(jì)算頻率點(diǎn)，waveAngle參數(shù)指定波浪載荷相位角b)后續(xù)行：列出當(dāng)前工況下輸出的場量信息c)一個(gè)Frame結(jié)束用*EndFrame其中：b）項(xiàng)為當(dāng)前工況下輸出的場量信息，計(jì)算結(jié)果值分行列出，每個(gè)節(jié)點(diǎn)一行，每行格式如下6T/CANSI189—2025所示：x,y,z,Pressure其中壓力為加了設(shè)計(jì)波相位的值，即下面等式：p=Rn*cosβ—In*sinβB.4網(wǎng)格結(jié)果B.4.1*Node作用：聲明節(jié)點(diǎn)信息格式：a)第一行：*Nodeb)后續(xù)行：節(jié)點(diǎn)編號(hào)，節(jié)點(diǎn)X坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)Y坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)Z坐標(biāo)B.4.2*Element作用：聲明單元信息格式：a)第一行：*Element,type=S4其中：type參數(shù)指定單元類型，不可省略elset參數(shù)指定單元集合名稱，為可選參數(shù)，若指定則會(huì)將后續(xù)列出的所有單元放置在單元集合b)后續(xù)行：單元編號(hào)，節(jié)點(diǎn)1編號(hào)，節(jié)點(diǎn)2編號(hào)，節(jié)點(diǎn)3編號(hào)，節(jié)點(diǎn)4編號(hào)B.4.3*Nset作用：聲明節(jié)點(diǎn)集合信息，用于只有部分節(jié)點(diǎn)用于傳遞數(shù)據(jù)。如沒*Nset，則默認(rèn)為全部節(jié)點(diǎn)為傳遞數(shù)據(jù)用的。格式：a)第一行：*Nset,nset=Set-1,generate其中：nset參數(shù)指定節(jié)點(diǎn)集合名稱，不可省略；generate參數(shù)指定集合中節(jié)點(diǎn)編號(hào)是否按照步長自動(dòng)生成。b)后續(xù)行：列出屬于集合中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，以逗號(hào)隔開，每行不超過16個(gè)，且有后續(xù)行時(shí)以逗號(hào)結(jié)尾B.4.4*Frame作用：聲明工況信息，每個(gè)工況一個(gè)Frame格式一（流體時(shí)域波浪載荷）：a)第一行：*Frame,time=0.01其中：time/Freq參數(shù)指定當(dāng)前計(jì)算時(shí)間點(diǎn)，b)后續(xù)行：列出當(dāng)前工況下輸出的場量信息c)一個(gè)Frame結(jié)束用*EndFrame格式二（流體頻率波浪載荷）：7T/CANSIXX—202Xa)第一行：*Frame,frequency=100.0,waveAngle=90.0,waveHeight=1其中：b)frequency參數(shù)指定當(dāng)前計(jì)算頻率點(diǎn)，waveAngle參數(shù)指定波浪載荷相位角c)后續(xù)行：列出當(dāng)前工況下輸出的場量信息d)一個(gè)Frame結(jié)束用*EndFrame當(dāng)前工況下輸出的場量信息采用下面關(guān)鍵詞B.4.5*FieldOutput作用：聲明當(dāng)前工況下輸出的場