ANSYS AQWA学习与实践（二）不起眼的平衡计算

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。 来源：智慧强学斋