基于AQWA的游艇水动力分析方法

利用海洋工程水动力分析软件AQWA，在线性波浪条件下对一艘游艇进行水动力分析，得到该游艇在不同海浪入射方向上的转动力矩及船体外板应力的时域变化规律，为游艇的前期设计及建造过程提供一种思路。
　　一、引言 
　　游艇是一种新型的高级水上娱乐消费品，它集日常居家、海上观光和休闲娱乐等功能于一身，满足个人及家庭享受生活的需要。我国的游艇产业发展只有十几年，相对欧美等发达国家，我国的游艇建造技术仍然处于相对落后的阶段。但是，随着我国经济的迅猛发展，游艇产业形势日益乐观，特别是对于富裕阶层的消费者，游艇已经成为必不可少的娱乐消费品。 
　　由于游艇是一种较新的海上航行器，目前大部分船舶建造规范仍然不涉及游艇领域。直到近几年，中国船级社CSS颁布了《游艇入级与建造规范》等文件，才让游艇的建造过程相对规范化。但是，由于游艇结构的特殊性及功能的定制性，当面对广大消费者的独特设计需求时，游艇的结构强度与航行性能一直困扰着游艇工程师。因此，寻找一种新的计算游艇水动力性能的方法对我国的游艇产业的发展及游艇的安全性能有巨大的现实意义。 
　　二、AQWA简介 
　　AQWA是一款海洋工程水动力性能的计算软件，在日常的生产设计中，AQWA主要用于满足各种结构流体动力学特性评估相关分析的需求。AQWA的分析范围从桅、桁到FPSOs，从TLPs到半潜水系统，从停泊系统到救生系统，从渔船到大型船舶以及结构与流体间交互作用。 
　　AQWA的计算模块覆盖流体分析的全部范围：AQWALINE主要用于分析流体的衍射、辐射（包括浅水效应）；AQWAFER主要用于分析具有随机波的频域；AQWADRIFT主要用于分析具有随机波（包括慢漂流）的时域；AQWANAUT主要用于分析具有宽大波的非线性时域；AQWALIBRIUM主要用于分析包括停泊线的静动稳定性。最后所有的模块集成于强大的前后处理器AQWA——图形超级用户界面。因此，AQWA作为一款专业的海洋工程水动力分析软件，在海洋航行器及海洋平台的结构设计中一直具有不可取代的地位。 
　　游艇产业作为一种新兴的产业，目前市面上AQWA水动力分析在游艇设计中的应用十分稀少。由于游艇自身结构的特殊性，导致目前的船舶建造规范并不适用于游艇建造，即使近几年中国船级社（CSS）颁布了有关游艇设计与建造的规范文件，但对于可定制性非常强的游艇来说，规范更新的速度远远低于游艇结构创新的速度，因此，通过较为成熟的水动力分析软件AQWA辅助游艇的设计与建造具有实际的工程意义。 
　　三、分析流程 
　　1.分析模型简介 
　　该模型是一艘小型游艇，船长12.8m，型宽4.5m，型深2.5m，吃水0.8m，设计水线ll.Om，游艇的Rhino渲染图、型线图、总布置图如图1-3所示。