1、問題描述 計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)。 用到SESAM中的WASIM模塊。 主要內容 一.所需的文件 二.零速時的靜水力平衡 三.有速度時的靜水力平衡 四.有速度時在波浪中的受力 一.所需的文件 1. 描述全船型線的pln文件 2. 描述質量分布的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，一般單體船就一個船體寫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。 第六行：對截面坐標的描述文字，一般寫offset points

2、第七行：整個pln文件包含的曲線數目。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。中間曲線的編號從Station 1開始依次為Station 2、Station 3. 每條曲線前的數字表示描述該條曲線的點的個數。如Bow shape是由11個點描述的，Station 1是由6個點描述的。這些點從船底開始向甲板，也就是垂向坐標是增大的。 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量。 第二行：質量點的個數，本例中共有21個質量點。 第三行：質量和坐標的縮放比例。本例中無縮放，均為1. 第四行：第一個數位該點的質量，單位為kg。后三個數為該點的坐標。 以下各行的含義與第四行一樣。具體可看nobs.mass文件。 二.零速時的靜水力平衡 1.創建新文件。 2.創建新載況。 3.建立新Job Data。 4.劃分網格。 5.分析。 2.1 創建新文件 打開Sesam Wasim，File/New Workspace,給文件命名為nobswasim。文件存放的位置可以自己確定，默認的是Sesam Wasim的安裝

4、位置。 Insert / Vessel,或直接點擊 出現如下左圖所示。點擊紅線框處，導入nobs.pln文件，點擊OK。出現如下右圖。 注：在圖形區點右鍵移動鼠標可以旋轉圖形，shift+右鍵移動鼠標可放大縮小圖形，Ctrl+右鍵移動鼠標可上下左右移動圖形。 2.2 創建新載況 Insert / Loading Condition,或直接點擊 出現如下左圖所示。給載況命名為lc1,首尾吃水均為11.4，點擊Apply?？梢钥吹矫枋龃w形狀的線變為紅色，點擊Define，出現如下左圖。點擊Source處的下拉選項，選擇Point Mass,Lengthd處的保持none不變。點擊Browse,導

5、入nobs.mass，點擊OK.回到了左圖界面再次點擊OK. 2.3 建立新Job Data 點擊左側的模型樹，選中lc1_ZeroSpeedJob，點擊右鍵，選擇Job Data。出現如下右圖所示。 2.3 建立新Job Data 將Time改為0.25，Duration改為50。點擊Output, 點擊Hull girder Loads前的方框，框中出現勾，點擊Loadcations,如下右圖輸入想要計算的截面，點擊確定，再次點擊確定。 2.4 劃分網格 點擊左側的模型樹，選中lc1_ZeroSpeedJob，點擊右鍵，選擇Mesh。出現如下右圖所示。點擊Hull,在整個分析中，我們定義的

6、網格密度都是40*12不變。點擊Surface,將Total mesh處的5 改為3，點擊Mesh按鈕，然后點擊叉關閉劃分網格的窗口。 2.4 劃分網格 仔細看船首有些網格不規則，選擇引起不規則網格的曲線，右鍵選擇Toggle state。然后再次在左側的模型樹，選中lc1_ZeroSpeedJob，點擊右鍵，選擇Mesh，直接點擊Mesh按鈕，網格變為如下右圖所示規則網格。 2.5 分析 點擊左側的模型樹，選中lc1_ZeroSpeedJob，點擊右鍵，選擇Set current。 再次右鍵點擊Preoare Mass data, 再次右鍵點擊Export Job data, 再次右鍵點擊R

7、un。出現如下右圖所示，這個過程大概持續2分鐘。 2.5 分析 當運行結束時，點擊左側的模型樹，選中lc1_ZeroSpeedJob，點擊右鍵，選擇Plot。出現如下右圖。我們關心的是升沉Heave和縱搖Pitch，以此來確定其浮態。 2.5 分析 勾選Heave點擊Apply,出現右圖?？梢娫诖顺运疇顩r下，升沉量為0.16m, 即船舶首尾吃水應都減少0.15m。首尾吃水均變為11.4-0.16=11.24m。注意若升沉量為負值則首尾吃水都應加上相應的值。圖上數據看不清時可講窗口最大化，點擊左上角像眼睛一樣的按鈕。 2.5 分析 勾選Pitch點擊Apply, 出現右圖。可見在此吃水狀況下，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。本部分分析結束。 2.5 分析 補充：選擇Section Load 還可以得到之前定義的三個截面受到的六個方向力的圖。本部分不需計算這些。 三.有速度時的靜水力平衡 1.創建新載況。 2.建立新Job Data。 3.劃分網格。 4.分析。 3.1 創建新載況 點擊左側的模型樹，選中lc1，點擊右鍵，選擇New Calm Sea Job,出現如下右圖所示，命名為knot1

9、1,表示航速為11節，速度處的單位為m/s,所以將11kn換算成m/s：11*0.514=5.66。根據上節計算得到，尾吃水為11.24，首吃水為11.73，點擊OK。 3.2 建立新Job Data 點擊左側的模型樹，選中knot11，點擊右鍵，選擇Job Data。出現如下右圖所示。 3.2 建立新Job Data 由于有了航速，與零速時相比，將時間步長減小為0.2, 時間長度增加為200，如下左圖所示。跟零速時一樣，點擊Output, 點擊Hull girder Loads前的方框，框中出現勾，點擊Loadcations,如下右圖輸入想要計算的截面，點擊確定。再次點擊確定退出Job Da

10、ta。 3.2 建立新Job Data 由于有了航速，船運動時產生的波浪對船有沿x負方向的作用力，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。由于這些定義的數據在第四部分還要用到，因此我們在全局設置里定義。選擇Edit/Global Job Defaults,或者直接點擊 ，出現如右下圖所示。 3.2 建立新Job Data 點擊Eigen Periods and Damping,將Surge的固有周期設為100，阻尼系數設為0.1，Sway 和 Yaw只定義 一個就可以將兩個方向的運動限制。我們定義Yaw的固有周琦為100，阻尼系數為0.05。選擇Control Data,在Li

11、nearisation中選擇Double Body,如下右圖所示。點擊確定退出全局設置。 3.2 建立新Job Data 點擊左側的模型樹，選中knot11，點擊右鍵，選擇Job Data。選擇Eigen Periods and Damping,點擊Use Defaults。選擇Control Data,同樣點擊Use Defaults。最后點擊確定退出。 3.3 劃分網格 點擊左側的模型樹，選中knot11，點擊右鍵，選擇Mesh。出現如下右圖所示。參數不用更改，直接點擊mesh完成自動劃分網格。然后點擊叉退出劃分網格。 3.4 分析 點擊左側的模型樹，選中knot11，點擊右鍵，選擇Set

12、 current。再次右鍵點擊Preoare Mass data, 再次右鍵點擊Export Job data, 再次右鍵點擊Run。出現如下圖所示，這個過程大概持續4分鐘。 3.4 分析 當運行結束時，點擊左側的模型樹，選中knot11，點擊右鍵，選擇Plot。與2.5中的類似，確定升沉和縱傾的數據。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。 四.有速度時在波浪中的受力 1.創建新載況。 2.建立新Job Data。 3.劃分網格。 4.分析。 5.后處理

13、。 4.1 創建新載況 點擊左側的模型樹，選中lc1，點擊右鍵，選擇Edit, 根據上節計算得到，尾吃水為11.79，首吃水為12，點擊OK。 4.1 創建新載況 點擊左側的模型樹，選中lc1，點擊右鍵，選擇New Job, 命名為knot11_waves，速度為5.66m/s,點擊Apply。然后點擊Generate,來定義波浪。周期為3到14秒，最小間隔為1s,振幅Amplitude為1m(因為要計算單位波幅下的受力情況)。Simulation為500s，浪向為0到180，間隔為45。填完后點擊Fill,可看到數據進入左邊表格，然后點擊OK.再次點擊OK退出新載況的建立。 4.2 建立新J

14、ob Data 點擊左側的模型樹，選中knot11_waves，點擊右鍵，選擇Job Data。將時間步長改為0.15s,分析時間Duration改為700s。點擊應用。 4.2 建立新Job Data 點擊Output, 此處要定義重心位置作為參考點。重心位置可以在之前計算在計算機上存放的位置，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節中一樣定義三個截面。因為要計算傳遞函數，還要勾選Load transfer前的方框。點擊應用。 4

15、.2 建立新Job Data 點擊Eigen Periods and Damping,這部分在3.2節中已在全局設置中定義了，只需點擊Use Defaults即可，然后點擊應用。 4.2 建立新Job Data 點擊Extra Parameters and Comments,輸入 moor_stern=F,然后點擊應用。 4.2 建立新Job Data 點擊Initial Conditions and Viscous Damping,如下圖位置輸入0.1和0.01，點擊應用。最后點擊確定退出Job Data 的設置。 4.3 劃分網格 點擊左側的模型樹，選中knot11_waves，點擊右鍵，

16、選擇Mesh。出現如下右圖所示。參數不用更改，直接點擊mesh完成自動劃分網格。然后點擊叉退出劃分網格。 4.4 分析 點擊左側的模型樹，選中knot11_waves，點擊右鍵，選擇Set current。再次右鍵點擊Preoare Mass data, 再次右鍵點擊Export Job data, 再次右鍵點擊Run。出現如下圖所示，這個過程大概持續三個小時。 4.5 后處理 點擊左側的模型樹，選中knot11_waves，點擊右鍵，選擇Run Wasim Fourier。不需要修改參數，直接點擊OK. 4.5 后處理 點擊左側的模型樹，選中knot11_waves，點擊右鍵，選擇Run P

17、ostresp,點擊OK。出現如下圖所示。 4.5 后處理 點擊Display，選擇下拉列表中的Response Variable,選擇如下右圖所示參數，點擊Apply，可以看到升沉運動的傳遞函數圖像。 4.5 后處理 SECL表示截面，SECL1011最后的數字1表示x方向的力，如果最后的數字是2,3就分別表示y和z方向的力，最后的數字是4,5,6分別表示x,y,z方向的彎矩，中間兩位數字表示截面編號，本例中一共有3個截面。按住鼠標左鍵往下可以連續選擇多個，如下圖所示，點擊Apply,出現如右圖所示圖形。 4.5 后處理 點擊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,點擊OK。可以定義多個波高，本處只用一個作為示例。 4.5 后處理 點擊Creat，選擇下拉列表中的Response S