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ABAQUS-Aqua
ABAQUS/Aqua
拓展了
ABAQUS/Standard
在海洋工程中的应用。
它包括海洋平台导管架
和立管的分析、
J
形管的拖曳模拟、底部弯曲计算和漂浮结构的研究。结构可
以承受由稳
定流和波效应引起的拖曳力、
浮力和流体惯性载荷。
还可以为自由水面以上的结构施加风载。
ABAQUS/Aqua
与
ABAQUS/Standard
其他的功能兼容，同时可以
考虑静力、动力或频率
分析中的线性和非线性效应。
周围介质
1.
流体分布
用户提供流体密度和引力常数，同时需要提供稳态流速度与相对海床的位
置和高度的
函数。
2.
波的分布
可以通过分析过程中计算的流体粒子速度、加速度和动力学压力，可以定
义重力波。
同时包含
Airy
（线性）波理论和
Stokes 5
阶理论。
Airy
理论允许任意数量
的波列沿不同的方向传播。单个波列用于
Stokes
非线性理论，适合于模拟深水或大浪的<
/p>
情况。
另外，可以直接在固定的网格上指定波速、
加速度和动力学压力，然后通过线性或二
次插值得到感兴趣点的相应的值。
用户还可以通过用户子程序，
将其他类型的波载施加到结
构当中。
3.
风的分布
因为
ABAQUS/Aqua
纪录自由表面的高度，而且还允许结构的部分浸没，
所以风载只对结
构暴露在空气中的区域有效。
用户可以指定风速的分布，
用于计
算梁、
管道
和一维刚体单元的载荷分布。
风的分布在水的自由表面以上的部分以指数函数的形式沿高度
变化。在水平面上，风不
发生变化。
载荷
除了
ABAQUS/Standard
提供的载荷形式
（重力载荷、
静水压力等等）
，
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ABAQUS/Aqua
为部分或全部浸没的结构提
供特定的载荷库。用户可以指定那些单元承受那些类型的载荷，
比如浮力或拖曳力。基于
单元的几何形状、流体属性、稳态流、波的形式和风速的分布，程
序将自动确定载荷的大
小和方向。
1.
拖曳载荷
利用
Morison
方程计算拖曳载荷。流体和风都可能在结构上产生拖曳载
荷。
流体表面之下的稳态流和波荷载引起流体拖曳力，
它同时具有横向和切向的贡献
；
风载
施加于结构在洋流表面之上的部分，
只具有横向作用。
在流体和结构之间，
切向和横向的作
用力同相对速度的平方成比例。
2.
浮力载荷
基于外露表面与垂直方向的
取向计算浮力。默认情况下，提供封闭端条件。
浮力可以用于梁单元、管道单元和弯管单
元，还可以施加到刚体的表面用于研究浮动结构，
比如张力腿平台和海船。
拖曳力、
浮力和点载荷可以施加于刚梁。
可以得到刚
体参考点瞬时
的全部垂直载荷、
剪力和翻转弯矩。
当浮力载荷同波分布同时施加时，
由静止表面干扰引起
的动力学压力被添加到静水压力，用于计算总体浮力载荷。
3.
惯性载荷
惯性力是基于管道和周围流体相对加速度而引入的附加质量的贡献。拓展
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