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ANSYS AQWA는 선박, 부유체, 계류된 해양구조물에 대한 파도, 바람, 조류 등의 영향으로 인한 구조물의 동적 거동을 시뮬레이션하는 프로그램입니다. 이를 이용하여 FPSO(floating production storage and offloading systems), 반잠수식시추선, TLP(Tension leg platform), 선박, 신재생에너지 시스템, 방파제 등을 시뮬레이션 할 수 있습니다. ANSYS AQWA는 3가지 모듈로 구성되며 해석용도에 따라 제품사양을 선택할 수 있습니다. : ANSYS AQWA Diffraction, ANSYS AQWA Suite, ANSYS AQWA Suite with Cable Dynamics. Hydrodynamic Diffraction 해석은 모든 ANSYS AQWA 제품에서 기본으로 제공하는 기능으로서 ANSYS Workbench에 탑재된 첫 번째 ANSYS AQWA 기능입니다. 이 제품은 ANSYS DesignModeler와 직접 연동되며, 외부 캐드 모델을 불러서 기하형상을 변수 처리화 할 수도 있습니다.
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 ANSYS AQWA Diffraction – Multi-body Diffraction Analysis |
ANSYS AQWA Diffraction 제품은 유동에 의한 구조물의 움직임이나 응답 해석을 위한 통합환경을 제공합니다. 3차원 선형 radiation, diffraction 해석 기능을 이용하여 여러 물체 사이의 상호 유동현상을 완벽히 구현하여 줍니다. 부유체 해석에 초점이 맞추여져 있으나, 방파제나 중력구조물 등의 고정식 구조물에도 적용할 수 있습니다.
2차 파력과 full quadratic 전달함수행렬을 이용하여 다양한 수심에서의 해석이 가능합니다. |
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| ANSYS AQWA Diffraction and Hull Design |
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ANSYS AQWA Diffraction은 선체의 구조 해석과 설계에 필요한 압력 및 관성하중을 계산하여 줍니다. 또한 diffraction 해석 결과를 ANSYS Mechanical이나 ANSYS ASAS 유한요소 모델에 전달하여 보다 상세한 구조 평가를 할 수 있습니다. 이 때 상호간의 격자 형상이 달라도 매핑을 사용하여 하중을 전달하여 주므로 AQWA와 구조 해석툴 사이에 격자를 일치할 필요가 없습니다. |
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| ANSYS AQWA Suite Multi-body Global Hydrodynamic Analysis |
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ANSYS AQWA Suite는 AQWA Diffraction 제품의 모든 기능과 함께 보다 다양한 동적 해석 기능을 제공합니다. 이 제품을 이용하면 spar를 포함한 모든 형식의 해양 구조물 타입을 고려한 해석이 가능하며, Tether 요소를 이용하여 tension leg platform에 적용할 수도 있습니다. (floating production, storage and offloading (FPSO) vessels, semi-submersibles and ships) |
| Frequency- and Time-Domain Options |
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ANSYS AQWA Suite는 시간 영역과 주파수 영역에 대한 해석기능을 제공합니다. 관심영역에 대한 초기 검토를 위해서 주파수 영역기법으로 빠르게 해석 한 후에 시간 영역 해석을 이용하여 보다 일반화된 해석을 할 수 있습니다. Slow-drift효과와 extreme-wave 조건은 일반적으로 시간영역에서 해석이 되며, line breakage와 같은 손상 조건도 과도 해석에 포함할 수 있습니다. |
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| Result Interpretation |
ANSYS AQWA 제품은 해양구조물의 분석에 필요한 다양한 결과들을 매우 빠르고 편리하게 도출하여 줍니다.
• Vessel의 움직임이나 mooring tension과 같은 시간데이터를 통계적으로 분석하여 평균, 최고(peak), 주요 값들을 확률밀도나 Rayleigh 또는 Weibull Peak 분포로 구하여 줍니다.
• Time-history filter를 통하여 Frequency component와 임계댐핑과 같은 기본 데이터를 빠르게 구햐여 줍니다.
• 여러 함수기능과 결과를 조합하여 사용자 정의 결과를 도출할 수 있습니다. (예, 정박중인 부유체의 수평 움직임에 대한 SRSS) |
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| 제품별 기능표 |
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| 제품별 주요 상세 기능 |
ANSYS AQWA Diffraction
Wave Diffraction and Radiation
• 3-D panel method
• Multi-body wave diffraction and radiation
• Forward speed
• Full quadratic transfer function (QTF) calculation for slow drift effects
Modeling
• ANSYS Workbench interface providing access to import of geometries from ANSYS DesignModeler software or external CAD systems
• Integrated meshing
• Automatic generation of ship models from lines plans (offsets)
• Interface to ANSYS® Mechanical™ product via ANSYS Mechanical APDL command utility to export ANSYS AQWA data from ANSYS geometric models
• Pressure and inertial load mapping to ANSYS Mechanical and ANSYS® ASAS™ simulation products
Visualization
• Model display for mesh checking including zoom, pan, rotation controls together with facilities to cut or exclude segments
• Extensive facilities for view manipulation, including:
- Moorings and their components
- Physical connections (articulations)
- Hull pressures
• Animation sequence generation for time history motions analysis
• Animation of wave height profiles for air gap/wave on deck studies
• Display of diffracted wave surface
• Powerful graphing functions
ANSYS AQWA Suite
Analysis Options
• Static and dynamic stability
• Mean equilibrium position for multi-body assemblies
• Frequency-domain solution of significant and extreme linear response due to first-order wave and second-order, slowly varying drift effects
• Time-domain simulation of extreme wave conditions including nonlinear hydrodynamic effects resulting from the variable wetted surface
• Time domain simulation of slow drift motions due to irregular seas
• Coupled tension leg platform (TLP) tendon analysis, including stress and fatigue
• Computation and utilization of full quadratic transfer function (QTF) matrices for slow drift effects, including both sum and difference frequency components
• Panel, slender tube or mixed models facilitated
• Fully coupled cable dynamic feature enabling mooring line drag and inertial characteristics to be included in the vessel motions analysis
Environmental Loading
• Constant wind and current
• Regular and irregular (spectral) waves
• Wave surface time history
• Wind time history
• Current profile
• Wind spectrum
Mooring Capabilities
• Linear elastic lines
• Intermediate pulleys
• Linear drum winches
• General nonlinear polynomial
• Multi-segment composite catenary
• Nonlinear composite catenary
• Thrusters
• Constant force lines
• Fixed or floating fenders
• Intermediate buoys and clump weights
• Line break facility
• Quasi-static or dynamic catenaries
Articulations
• Physical connections between two or more vessels or to ground
- Fully fixed
- Hinged
- Universal joint
- Ball joint
• Connections can include stiffness, damping and friction
Special Features
• General external force time history
• User-defined external dynamic link library enabling general forces to be added to a time-domain solution; for example, in the simulation of dynamic positioning or power extraction systems
• User-defined external dynamic link library enabling general load generation; for dynamic positioning systems, for example
• Ability to directly access and retrieve ANSYS AQWA results using Excel®
• High-order Morison elements to permit dropped-object simulation and dramatically simplified modeling
ANSYS AQWA Suite with Cable Dynamics
Cable Dynamics
• Frequency domain
• Time domain
• Fully coupled
• Stand alone
• Composite cables |
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