ANSYS软件在海洋海工的应用：深度解析与案例分享

海洋海工领域涉及到各种各样的漂浮式和固定式的结构样式，比如浅海中固定式的导管架、深海中类似导管架结构、张力腿平台、浮式生产储油卸油装置、海上风力机以及各种海下装置与管道等等。

海洋结构的安全可靠性极大的危害到人员的生命安全，装置、设备、财产的损伤，甚至可能引起海洋环境的污染。在深海高强度压力、海洋环境温度差异性、飓风、大浪、桩基相互作用等复杂海洋环境载荷作用下，海工结构可能存在疲劳、屈曲、腐蚀、冲击损伤等失效形式， 海洋环境载荷的复杂性和多样性，给海工结构的可靠设计带来了非常大的挑战。

波浪载荷因素是海工结构强度与疲劳性能的重要影响因素，挪威船级社提出针对不同的海工结构类型，应采用不同的力学分析方法，比如细长杆梁结构、大体积结构的整体性能评估、复杂波浪载荷下的详细结构性能评估等等。其中，细长杆梁结构可直接采用ANSYS Mechanical直接进行受力分析，大体积结构的整体性能评估采用ANSYS Aqwa进行水动力分析，复杂波浪载荷下的详细结构性能评估采用ANSYS CFD进行流体流动分析。

当海工结构体的特征尺寸小于最小波长的五分之一时，通常可把该结构看为细长类结构，可以采用Morison方程等波浪理论去生成载荷谱，在ANSYS Mechanical中直接进行应力、变形分析，如海工杆梁支架结构的强度与疲劳寿命计算。

细长杆梁ANSYS Mechanical结构强度分析

对于船舶、潜艇、大型容器等大尺度海工结构体，必须考虑结构体与波浪直接的相互耦合作用，对于整体性能的分析，可采样ANSYS Aqwa基于波浪的辐射衍射进行水动力学计算，可用于模拟海工多体系统停泊，海工结构耐波性，动力定位系统，港口防波性，海工结构连接、卸载、断开场景，水上水下安装，海上抬升和运输等工况。

潜艇类结构ANSYS Awqa水动力分析

复杂波浪载荷下的详细结构性能评估，需要模拟海水波浪冲击海工平台等结构的压力分布状况，获得精确的载荷值，用于细节结构的强度和疲劳寿命仿真计算，需采用ANSYS CFD进行流动模拟分析，计算结构各方向的力载荷，拖曳力、升力等参数，再结合ANSYS Mechanical进行受力分析。

ANSYS Fluent海工平台海水外流场分析

ANSYS Mechanical Enterprise产品可以进行海工结构受力分析、水动力分析，可以解决海工结构静强度静刚度、屈曲、蠕变、动态振动、冲击碰撞、疲劳寿命以及水动力等工程问题。

海工结构应用场合

支架结构连接部位强度与疲劳寿命分析

缆绳结构强度校核分析

水动力—流体—结构耦合仿真

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