1、問題描述,計(jì)算船舶在一定航速下在波浪中所受到的波浪載荷(載荷譜密度函數(shù))。 用到SESAM中的WASIM模塊。,一.所需的文件 二.零速時(shí)的靜水力平衡 三.有速度時(shí)的靜水力平衡 四.有速度時(shí)在波浪中的受力,主要內(nèi)容,一.所需的文件,1. 描述全船型線的pln文件 2. 描述質(zhì)量分布的mass文件,1.1 pln文件介紹,第一行：描述文字，如nobs表示無壓載水船。 第二行：船體部分編號(hào)，一般單體船就一個(gè)船體寫1。 第三行：1表示左舷為濕表面。 第四行：是否對稱。0表示整條船都建立，1表示只建立 左舷。 第五行：首尾垂線的x坐標(biāo)。 第六行：對截面坐標(biāo)的描述文字，一般寫offset points

2、第七行：整個(gè)pln文件包含的曲線數(shù)目。包含描述首尾形 狀的曲線。本例中共有24條曲線。,1.1 pln文件介紹,對于曲線的描述，第一條為船首形狀Bow shape，依次往后，最后一條為船尾形狀Stern shape。中間曲線的編號(hào)從Station 1開始依次為Station 2、Station 3. 每條曲線前的數(shù)字表示描述該條曲線的點(diǎn)的個(gè)數(shù)。如Bow shape是由11個(gè)點(diǎn)描述的，Station 1是由6個(gè)點(diǎn)描述的。這些點(diǎn)從船底開始向甲板，也就是垂向坐標(biāo)是增大的。 描述船首和船尾形狀的曲線可以與其它曲線相交，但其它曲線之間不能相交。 具體的pln文件可看nobs.pln。,1.2 mass文

3、件介紹,第一行：描述文字，如nobs mass表示無壓載水船的質(zhì)量。 第二行：質(zhì)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)，本例中共有21個(gè)質(zhì)量點(diǎn)。 第三行：質(zhì)量和坐標(biāo)的縮放比例。本例中無縮放，均為1. 第四行：第一個(gè)數(shù)位該點(diǎn)的質(zhì)量，單位為kg。后三個(gè)數(shù)為該點(diǎn)的坐標(biāo)。 以下各行的含義與第四行一樣。具體可看nobs.mass文件。,二.零速時(shí)的靜水力平衡,1.創(chuàng)建新文件。 2.創(chuàng)建新載況。 3.建立新Job Data。 4.劃分網(wǎng)格。 5.分析。,2.1 創(chuàng)建新文件,打開Sesam Wasim，F(xiàn)ile/New Workspace,給文件命名為nobswasim。文件存放的位置可以自己確定，默認(rèn)的是Sesam Wasim的安裝

4、位置。 Insert / Vessel,或直接點(diǎn)擊 出現(xiàn)如下左圖所示。點(diǎn)擊紅線框處，導(dǎo)入nobs.pln文件，點(diǎn)擊OK。出現(xiàn)如下右圖。,注：在圖形區(qū)點(diǎn)右鍵移動(dòng)鼠標(biāo)可以旋轉(zhuǎn)圖形，shift+右鍵移動(dòng)鼠標(biāo)可放大縮小圖形，Ctrl+右鍵移動(dòng)鼠標(biāo)可上下左右移動(dòng)圖形。,2.2 創(chuàng)建新載況,Insert / Loading Condition,或直接點(diǎn)擊 出現(xiàn)如下左圖所示。給載況命名為lc1,首尾吃水均為11.4，點(diǎn)擊Apply?？梢钥吹矫枋龃w形狀的線變?yōu)榧t色，點(diǎn)擊Define，出現(xiàn)如下左圖。點(diǎn)擊Source處的下拉選項(xiàng)，選擇Point Mass,Lengthd處的保持none不變。點(diǎn)擊Browse,導(dǎo)

5、入nobs.mass，點(diǎn)擊OK.回到了左圖界面再次點(diǎn)擊OK.,2.3 建立新Job Data,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1_ZeroSpeedJob，點(diǎn)擊右鍵，選擇Job Data。出現(xiàn)如下右圖所示。,2.3 建立新Job Data,將Time改為0.25，Duration改為50。點(diǎn)擊Output, 點(diǎn)擊Hull girder Loads前的方框，框中出現(xiàn)勾，點(diǎn)擊Loadcations,如下右圖輸入想要計(jì)算的截面，點(diǎn)擊確定，再次點(diǎn)擊確定。,2.4 劃分網(wǎng)格,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1_ZeroSpeedJob，點(diǎn)擊右鍵，選擇Mesh。出現(xiàn)如下右圖所示。點(diǎn)擊Hull,在整個(gè)分析中，我們定義的

6、網(wǎng)格密度都是40*12不變。點(diǎn)擊Surface,將Total mesh處的5 改為3，點(diǎn)擊Mesh按鈕，然后點(diǎn)擊叉關(guān)閉劃分網(wǎng)格的窗口。,2.4 劃分網(wǎng)格,仔細(xì)看船首有些網(wǎng)格不規(guī)則，選擇引起不規(guī)則網(wǎng)格的曲線，右鍵選擇Toggle state。然后再次在左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1_ZeroSpeedJob，點(diǎn)擊右鍵，選擇Mesh，直接點(diǎn)擊Mesh按鈕，網(wǎng)格變?yōu)槿缦掠覉D所示規(guī)則網(wǎng)格。,2.5 分析,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1_ZeroSpeedJob，點(diǎn)擊右鍵，選擇Set current。 再次右鍵點(diǎn)擊Preoare Mass data, 再次右鍵點(diǎn)擊Export Job data, 再次右鍵點(diǎn)擊R

7、un。出現(xiàn)如下右圖所示，這個(gè)過程大概持續(xù)2分鐘。,2.5 分析,當(dāng)運(yùn)行結(jié)束時(shí)，點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1_ZeroSpeedJob，點(diǎn)擊右鍵，選擇Plot。出現(xiàn)如下右圖。我們關(guān)心的是升沉Heave和縱搖Pitch，以此來確定其浮態(tài)。,2.5 分析,勾選Heave點(diǎn)擊Apply,出現(xiàn)右圖。可見在此吃水狀況下，升沉量為0.16m, 即船舶首尾吃水應(yīng)都減少0.15m。首尾吃水均變?yōu)?1.4-0.16=11.24m。注意若升沉量為負(fù)值則首尾吃水都應(yīng)加上相應(yīng)的值。圖上數(shù)據(jù)看不清時(shí)可講窗口最大化，點(diǎn)擊左上角像眼睛一樣的按鈕。,2.5 分析,勾選Pitch點(diǎn)擊Apply, 出現(xiàn)右圖?？梢娫诖顺运疇顩r下，縱

8、傾值為0.16, 即船首下沉。首吃水：11.24+175*tan(0.16)=11.73m，175為船長。尾吃水：11.24。注意若縱傾值為負(fù)值，則船首上浮。 因此在該載重情況下，船舶的首吃水為11.73，尾吃水為11.24。本部分分析結(jié)束。,2.5 分析,補(bǔ)充：選擇Section Load 還可以得到之前定義的三個(gè)截面受到的六個(gè)方向力的圖。本部分不需計(jì)算這些。,三.有速度時(shí)的靜水力平衡,1.創(chuàng)建新載況。 2.建立新Job Data。 3.劃分網(wǎng)格。 4.分析。,3.1 創(chuàng)建新載況,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1，點(diǎn)擊右鍵，選擇New Calm Sea Job,出現(xiàn)如下右圖所示，命名為knot1

9、1,表示航速為11節(jié)，速度處的單位為m/s,所以將11kn換算成m/s：11*0.514=5.66。根據(jù)上節(jié)計(jì)算得到，尾吃水為11.24，首吃水為11.73，點(diǎn)擊OK。,3.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11，點(diǎn)擊右鍵，選擇Job Data。出現(xiàn)如下右圖所示。,3.2 建立新Job Data,由于有了航速，與零速時(shí)相比，將時(shí)間步長減小為0.2, 時(shí)間長度增加為200，如下左圖所示。跟零速時(shí)一樣，點(diǎn)擊Output, 點(diǎn)擊Hull girder Loads前的方框，框中出現(xiàn)勾，點(diǎn)擊Loadcations,如下右圖輸入想要計(jì)算的截面，點(diǎn)擊確定。再次點(diǎn)擊確定退出Job Da

10、ta。,3.2 建立新Job Data,由于有了航速，船運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的波浪對船有沿x負(fù)方向的作用力，為避免這些作用力使船舶減速，要定義船舶的固有周期及阻尼。由于這些定義的數(shù)據(jù)在第四部分還要用到，因此我們在全局設(shè)置里定義。選擇Edit/Global Job Defaults,或者直接點(diǎn)擊 ，出現(xiàn)如右下圖所示。,3.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊Eigen Periods and Damping,將Surge的固有周期設(shè)為100，阻尼系數(shù)設(shè)為0.1，Sway 和 Yaw只定義 一個(gè)就可以將兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)限制。我們定義Yaw的固有周琦為100，阻尼系數(shù)為0.05。選擇Control Data,在Li

11、nearisation中選擇Double Body,如下右圖所示。點(diǎn)擊確定退出全局設(shè)置。,3.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11，點(diǎn)擊右鍵，選擇Job Data。選擇Eigen Periods and Damping,點(diǎn)擊Use Defaults。選擇Control Data,同樣點(diǎn)擊Use Defaults。最后點(diǎn)擊確定退出。,3.3 劃分網(wǎng)格,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11，點(diǎn)擊右鍵，選擇Mesh。出現(xiàn)如下右圖所示。參數(shù)不用更改，直接點(diǎn)擊mesh完成自動(dòng)劃分網(wǎng)格。然后點(diǎn)擊叉退出劃分網(wǎng)格。,3.4 分析,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11，點(diǎn)擊右鍵，選擇Set

12、 current。再次右鍵點(diǎn)擊Preoare Mass data, 再次右鍵點(diǎn)擊Export Job data, 再次右鍵點(diǎn)擊Run。出現(xiàn)如下圖所示，這個(gè)過程大概持續(xù)4分鐘。,當(dāng)運(yùn)行結(jié)束時(shí)，點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11，點(diǎn)擊右鍵，選擇Plot。與2.5中的類似，確定升沉和縱傾的數(shù)據(jù)。升沉量：-0.55m. 縱傾：-0.09。因此在有航速情況下尾吃水為：11.24+0.55=11.79m，首吃水為：11.73+0.55-175*tan(0.09)=12.00m。,3.4 分析,四.有速度時(shí)在波浪中的受力,1.創(chuàng)建新載況。 2.建立新Job Data。 3.劃分網(wǎng)格。 4.分析。 5.后處理

13、。,4.1 創(chuàng)建新載況,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1，點(diǎn)擊右鍵，選擇Edit, 根據(jù)上節(jié)計(jì)算得到，尾吃水為11.79，首吃水為12，點(diǎn)擊OK。,4.1 創(chuàng)建新載況,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中l(wèi)c1，點(diǎn)擊右鍵，選擇New Job, 命名為knot11_waves，速度為5.66m/s,點(diǎn)擊Apply。然后點(diǎn)擊Generate,來定義波浪。周期為3到14秒，最小間隔為1s,振幅Amplitude為1m(因?yàn)橐?jì)算單位波幅下的受力情況)。Simulation為500s，浪向?yàn)?到180，間隔為45。填完后點(diǎn)擊Fill,可看到數(shù)據(jù)進(jìn)入左邊表格，然后點(diǎn)擊OK.再次點(diǎn)擊OK退出新載況的建立。,4.2 建立新J

14、ob Data,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11_waves，點(diǎn)擊右鍵，選擇Job Data。將時(shí)間步長改為0.15s,分析時(shí)間Duration改為700s。點(diǎn)擊應(yīng)用。,4.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊Output, 此處要定義重心位置作為參考點(diǎn)。重心位置可以在之前計(jì)算在計(jì)算機(jī)上存放的位置，找到lc1_ZeroSpeedJob文件夾中的lc1_ZeroSpeedJob.LIS文件，讀取重心位置為(89.75，0 ，11)，填入，然后勾選Hull girder Loads 前的方框，像3.2節(jié)中一樣定義三個(gè)截面。因?yàn)橐?jì)算傳遞函數(shù)，還要勾選Load transfer前的方框。點(diǎn)擊應(yīng)用。,4

15、.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊Eigen Periods and Damping,這部分在3.2節(jié)中已在全局設(shè)置中定義了，只需點(diǎn)擊Use Defaults即可，然后點(diǎn)擊應(yīng)用。,4.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊Extra Parameters and Comments,輸入 moor_stern=F,然后點(diǎn)擊應(yīng)用。,4.2 建立新Job Data,點(diǎn)擊Initial Conditions and Viscous Damping,如下圖位置輸入0.1和0.01，點(diǎn)擊應(yīng)用。最后點(diǎn)擊確定退出Job Data 的設(shè)置。,4.3 劃分網(wǎng)格,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11_waves，點(diǎn)擊右鍵，

16、選擇Mesh。出現(xiàn)如下右圖所示。參數(shù)不用更改，直接點(diǎn)擊mesh完成自動(dòng)劃分網(wǎng)格。然后點(diǎn)擊叉退出劃分網(wǎng)格。,4.4 分析,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11_waves，點(diǎn)擊右鍵，選擇Set current。再次右鍵點(diǎn)擊Preoare Mass data, 再次右鍵點(diǎn)擊Export Job data, 再次右鍵點(diǎn)擊Run。出現(xiàn)如下圖所示，這個(gè)過程大概持續(xù)三個(gè)小時(shí)。,4.5 后處理,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11_waves，點(diǎn)擊右鍵，選擇Run Wasim Fourier。不需要修改參數(shù)，直接點(diǎn)擊OK.,4.5 后處理,點(diǎn)擊左側(cè)的模型樹，選中knot11_waves，點(diǎn)擊右鍵，選擇Run P

17、ostresp,點(diǎn)擊OK。出現(xiàn)如下圖所示。,4.5 后處理,點(diǎn)擊Display，選擇下拉列表中的Response Variable,選擇如下右圖所示參數(shù)，點(diǎn)擊Apply，可以看到升沉運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)圖像。,4.5 后處理,SECL表示截面，SECL1011最后的數(shù)字1表示x方向的力，如果最后的數(shù)字是2,3就分別表示y和z方向的力，最后的數(shù)字是4,5,6分別表示x,y,z方向的彎矩，中間兩位數(shù)字表示截面編號(hào)，本例中一共有3個(gè)截面。按住鼠標(biāo)左鍵往下可以連續(xù)選擇多個(gè)，如下圖所示，點(diǎn)擊Apply,出現(xiàn)如右圖所示圖形。,4.5 后處理,點(diǎn)擊Creat，選擇下拉列表中的Wave Spectrum,來定義海浪譜。命名為W1，有義波高為0.5m，周期為3s,點(diǎn)擊OK。可以定義多個(gè)波高，本處只用一個(gè)作為示例。,4.5 后處理,點(diǎn)擊Creat，選擇下拉列表中的Response Spectrum,來定義響應(yīng)譜。如右圖所示，選擇截面1第5個(gè)方向的受力(y方向受到的彎矩)，五個(gè)浪向，海浪普W1,因?yàn)榧俣úɡ藶殚L峰波，在波浪傳遞函數(shù)處可不定義，點(diǎn)擊OK。,4.5 后處理,點(diǎn)擊Display，選擇下拉列表中的Response Spectrum,將5個(gè)響應(yīng)譜都選中，點(diǎn)擊OK，出現(xiàn)下右圖。,4.5 后處理,若想看各響應(yīng)譜的詳細(xì)