在用AQWA进行水动力计算的时候,会发现一个现象, AQWA计算出的浮力与浮体实际的浮力不一致。
一般人都会认为这一现象是计算误差,确实这一差值十分的小,当成误差也没什么错。
接下来就分析一下这一误差产生的原因,这回还是用一个简单的圆柱举例。
在已知圆柱的几何尺寸的情况下,求得圆柱的排水量9047.786842立方米,吃水为20米。
因为没做平衡计算,所以插入的质量点设为手工设置,并随便定了一个9000000千克的数值。
经过频域的水动力计算,得到流体静力学结果。
从结果可以看出,计算出的质心位置和实际有一定的差别,但误差非常的小。
Equivalent Volumetric Displacement是等效的排水量,数值与前面插入的质量点相对应,9000000千克除以海水密度1025千克每立方米,几乎等于8780.4873立方米。
Actual Volumetric Displacement是计算的排水量,8972.0459 立方米与之前手工计算的9047.786842立方米相比少了不少。
相当于计算的浮力相比实际的浮力少了,这是由于什么造成的呢?
经过反复的验证和比对,最后将目光聚集到网格模型上。
下图是圆柱的网格模型。
可以明显的看出,模型是一个多边形的圆柱,而不是标注的圆柱。
这也就意味着,由这个多边形柱子计算的排水量也就是浮力,要明显比圆柱要少。
消失的浮力也就找到了原因,甚至质量点的误差也和这个原因有关系。
由于网格换分而产生的这一差别,就算把网格划分的尽可能密集,很明显是不可能避免的,而且密的网格还会带来计算时间太长的问题。
圆柱的形式会经常应用在浮体上,比如说三立柱的浮式基础,而用AQWA算浮体的波浪载荷也会产生相应的误差。
所以,在进行波浪载荷传递到结构模型进行结构计算时,也要考虑这一误差对计算强度产生的影响。