(6)低频横浪载荷

在工程实践中,低频横浪载荷只有在长波峰海域时被应用于浮动系统设计。其定向传播在多数情况下被认定为一阶运动。对于其一阶波浪载荷,可以通过单向波独立结果的简单叠加而获得的整个波浪运动的结果。然而对于其二阶载荷,来自不同方向的波浪之间的相互作用可能会导致额外的载荷加载项,这些额外的载荷是表示总体二阶波浪载荷这一系统的重要组成部分。在HydroSTAR中,近场公式和远场公式已经可以应用于低频横浪载荷。不仅能计算出漂移载荷均值,同时QTF低频负载也可被精确的计算出来。

3。3  功能实现

安装软件激活之后,首先打开软件,按照图1-2的步骤输入所需计算的网格文件。输入命令符“cd”进入相应的路径中。其次输入命令符“pwd ”查看进入的路径是否正确。

图3-1: 计算网格的路径

在此之后,为了有效的运用软件进行相关水动力计算,我们还需要了解该软件所有常用的指令符号,在DOS界面中输入命令符“man”得到图1-3。 

图3-2: 主菜单

常见的命令符有:文献综述

(1)Hslec--读取网格,输入船体的几何参数(坐标、面板连通性和对称性),输出船体静水力特性(排水量、浮心坐标、湿面积、水线面积和惯性矩)。

(2)Hsrdf--辐射与衍射计算,输入波浪参数(波频率、波高和水深),输出波浪载荷。

(3)Hsmec--运动量计算,输入力学性能(质量分布、附加刚度和阻尼矩阵),输出辐射阻尼矩阵和波浪载荷。

(4)Hsdft--第二步骤计算,输入选取表达式类型,输出三个方向力(Fx, Fy, Mz)的二阶位移载荷(Fz, Mx, My)和相邻的场的表达式。

(5)Hsrao--构建转换功能,输入所需的转换功能并命名储存的结果,输出运动,速度,加速度和第二载荷。 

了解完毕相关的常用命令符,我们根据要求,按图1-4的步骤完成相关计算,可以根据具体的操作要求适当增加或减少相关步骤,这里给出的只是最基本的步骤。

图3-3: HydroSTAR软件中的模块构造

按照以上步骤输入网格数据,在计算结束之后,将出现相关船体运动的示意图1-5,其中,原点O位于中线的基线与分段在船体0点位置的交叉口处,X轴指向船首,Y轴指向船体左舷,Z轴竖直向上。这是默认情况下船体重心(COG)所选取的计算网格参考点,尽管我们也可以定义其他位置的点。

图3-4: 船体运动示意图

船舶的横荡、纵荡和艏摇是在Ox Oy和Oz方向的运动。垂荡、横摇和纵摇和COG有关:

(1)垂荡是关于经过参考点且平行于Ox转动

(2)横摇是关于经过参考点且平行于Oy转动

(3)纵摇是关于经过参考点且平行于Oz转动

规则入射波经常用振幅(a),频率(ω)rad/s,和航向角(β)表示,浪向角指的是在波浪运动方向和X轴之间的夹角。

图3-5: 浪向角

一个规则波浪可以通过以下公式表示:

由K由离散方程决定波浪数:

式中,H是水深而g是重力加速度

如果参考点与COG相同,则有,,则有

船舶运动表现的其他物理形式可以被写成:

其中u是振幅,是相位。反应振幅和波浪振幅的比值叫RAO

3。2。1 单位说明

  以下单位常用于HydroSTAR中:

  长度 L-m                     表面积 S-m²

体积V-m³                      质量 M-Kg

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