Ansys AQWA系统性中文教材的配套视频教程终于来了

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
平台推荐: 内容稀缺

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导读：大家好，我是高巍，仿真秀专栏作者，资深浮体工程师，2018年，我出版了人生中的第一本书《ANSYS AQWA软件入门与提高》（《入门与提高》），这本书坦率的说质量比较粗糙，但承蒙读者朋友厚爱，该书出版后先后加印两次，反响出乎我的意料，这也给了我继续前进的动力。

2020年，我编写了《ANSYS AQWA进阶应用》（《进阶应用》）一书，在前一本数的基础上对于AQWA的一些进阶高级功能进行了介绍。

这两本书是目前仅有的关于AQWA的系统性中文教材，我在这两本书中都编写了一些来自于工程实践的例子以便于读者学习使用。在后续的读者反馈中我发现，对于初学者或者跨专业的读者，这两本书的例子偏难，有一些复杂的例子有些难以理解，因而我萌生了出一套配套视频的想法。去年我将这一想法付诸实施，完成了《ANSYS AQWA软件入门与提高30讲》的视频录制，并且已发布在仿真秀官网和APP供大家订阅学习。

一、最新AQWA视频教程大纲

这套视频涵盖了以下内容：AQWA不能查看曲线结果的解决办法，Design Modeler建立船体几何模型，水动力计算基本参数设置，加盖去除不规则频率，手动阻尼修正与查看固有周期，系泊缆材质参数设置，报错信息Element illegal connection，定义系泊系统，动态固有周期与系泊系统恢复力曲线，风、流系数的定义，频域系泊分析，时域系泊分析，经典AQWA与workbench AQWA的功能区别，Space Claim建模简介，多体水动力耦合，结构物固定与固定支座定义，定义铰链支座，球形制作与铰链支座，Fender的定义（Fixed fender），Fender的定义（Floating fender），定义绞车，设置系泊缆瞬态失效，定义内部舱室，Workbench界面下的波浪载荷传递，经典界面波浪载荷传递，Space Claim建立Morison单元及线性化，Design Modeler建立Morison杆件，Python定义Userforce，经典界面建立船体水动力模型，Yaw Rate Drag参数设置。

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二、用户得到

该课程适合海洋工程专业在校学生、相关工程设计人员、科研人员等学习。每个视频长度大约10~20分钟，到对于一些复杂的例子做了简化处理，以显示效果并解释设置位置，以便于读者理解。

通过本视频的学习，学员可以掌握以下内容：

1. 支座、Fender、绞车的定义方法

2. Workbench界面下的建模方法

3. 水动力参数与系泊系统的定义

4. 频域/时域分析方法与相关设置

5. 外部函数的定义方法

6. 波浪载荷的传递方法

在这基础上我在仿真秀还提供订阅用户交流群和知识圈答疑服务并可以获得课程有关资料和模型用于学习研究。在此再一次向读者朋友们表示感谢，你们的支持一直以来都是我前进的最大动力，欢迎针对我的书和本套视频提出您的宝贵意见和建议。欢迎读者分享本文到朋友圈，请在附件下载以下笔者案例文件。

三、新手AQWA报错信息及解决方案

据我所知，目前，虽然新人多数都在使用Workbench界面的AQWA，但Workbench界面AQWA报错信息有的时候让人摸不着头脑，这里先写一些经典AQWA的报错信息和解决方案，了解这些内容对于使用经典还是Workbench界面都会有所帮助。

mes文件是AQWA报错信息和警告信息保存文件，多数情况下用户通过查看这个文件就能知道错误的原因，但也有的时候用户不知这错误是啥意思。开本帖的目的在于挑出有代表性的错误信息做个解释。

1、输入数据错误：

经典AQWA中，基本上70%以上的错误都是由输入数据错误导致的。

（1）INVALID DECK HEADER-$-( $/NONE EXPECTED)

高老师：这个错误是经典AQWA经常出现的错误，Workbench不会出现。造成这个错误的原因主要是.dat模型文件在编写过程中出错，根本原因是DECK输入参数错误。

（2）NUMBER OF COORDINATES EXCEEDED - MAXIMUM = XXXXXX

高老师：这个错误的根本原因在于节点数超出了程序允许数目，换而言之，就是你的节点太多了

（3）UNRECOGNISED ELEMENT TYPE

高老师：单元类型错误

（4）NUMBER OF ELEMENTS EXCEEDED - MAXIMUM = XXXXX

高老师：这个错误的根本原因在于节点数超出了程序允许数目，换而言之，就是你的单元太多了

（5）MATERIAL GROUP $ HAS NOT BEEN SPECIFIED

高老师：Deck3中的材料属性代号错误

（6）FREQUENCY $ ILLEGAL. FREQUENCY MUST BE IN THE RANGE 1 TO 50

高老师：Deck6指定频率数目错误

（7）FREQUENCY NUMBER $ HAS ALREADY BEEN SPECIFIED:

高老师：Deck6指定频率重复

（8）FREQUENCIES NOT IN ASCENDING ORDER

高老师：Deck6的经典错误，当指定波浪计算频率/周期时，频率应该以升序排序，周期以降序排列。诸如此类的错误，一般在mes文件中都能读懂，提示信息也很好理解---只要你的英语不太差。

2、模型错误 AQWA-line

模型错误一般只在AQWA-Line的运行中出现。

（1）ASPECT RATIO OF ELEMENT NUMBER $ IS LESS THAN THE MINIMUM OF $

高老师：非常经典的一个错误，原因是单元长度/宽度方向比大于3，简单理解就是单元太长、太扁了。单元最好为正方向或者近似正方形，三角形单元最好是等边三角形或者近似等边三角形。

（2）ELEMENTS MUST BE AT LEAST $ FACET RADIUS APART - ELEMENT $

高老师：非常经典的一个错误，单元型心距离另一个单元太近，处理方法是查看模型单元，找出对应单元号，对模型网格进行调整。

（3）ELEMENT NUMBER $ WHOSE CENTROID IS AT $ IS CUTTING At the THE WATER SURFACE

高老师：AQWA不具备跨越水线网格的切割功能，所以一般情况下如果网格跨越水线，程序会报错。正确的处理方式是将模型所有近水面位置都切一刀，换句话来说，所有涉及到水动力计算的单元都应该在水线以下。

（4）ELEMENT NUMBER $ AT $ IS TOO CLOSE TO THE SEA BED

高老师：海底是BEM水动力计算的边界条件，AQWA认为面元单元如果太接近海底对精度是有影响的。这个问题的解决方式很简单，面元单元距离海底远一点就好。似乎距离大于一个单元的长度即可。

（5）THE SIZE OF MORE THAN 5% OF THE ELEMENTS ARE GREATER THAN 1/7 OF THE WAVELENGTH. THIS IS A FATAL ERROR AND CANNOT BE OVERRIDDEN WITH THE GOON OPTION. THE MAXIMUM FREQUENCY/PERIOD FOR THIS STRUCTURE#$ IS $

高老师：这是一个在经典AQWA中才会出现的错误。AQWA对于面元单元大小的定义是：单元的大小必须大于1/7的波长，换而言之，模型中最大单元的尺度决定了计算允许的最**浪频率。这个错误是无法通过GOON选项忽略的。解决办法有两种，要么调整网格大小，要么调整计算频率/周期的大小。

（6）Illegal connection: Element XXX is joined to element XXX and XXX

高老师：非常经典的错误，对边界元单元特点理解不深入。BEM中两个邻近单元只能共享一个边界，多个单元共享边界是错误的。

3、典型Warning

（1）SIDE #$ ON ELEMENT #$ IS NOT CONNECTED TO ANOTHER ELEMENT. At the HIS WILL CAUSE NODE PRESSURE ERRORS FOR PRESSURE DISPLAY OR ANY POST-PROCESSING end of WHICH USES NODE PRESSURES.

高老师：这个警告的出现表明对应单元的某一条边与邻近的单元并没有连接，换句话来说，该单元位置的网格不连续。这有可能造成波浪力求解的时候积分精度下降，但一般情况下影响不大，不过如果这个报错信息非常多，这显示模型存在较大的问题，需要重视。

（2）LATERAL HYDROSTATIC FORCE IMBALANCE IN THE Y DIRECTION IN THE FIXED REFERENCE AXIS SYSTEM

高老师：模型的质量与静水力计算结果差距很大。这个警告出现的时候需要仔细检查模型的排水量、重心、浮心等结果是否正确。

（3）LATERAL HYDROSTATIC FORCE IMBALANCE IN THE X DIRECTION IN THE At the FIXED REFERENCE AXIS SYSTEM

高老师：与上方的报警类似，需要仔细检查模型和静力计算结果是否正确。

4、分析结果错误

（1）DRIFT FREQUENCY LIMIT OF $ IS GREATER THAN LOWEST WAVE FREQUENCY During OF $

高老师：出现在FER，SPEC定义的波浪谱最低频率高于DECK6定义的最低频率。影响不大，但建议进行修改。

（2）WAVE FREQUENCY RANGE TOO LARGE SCANNING NATURAL FREQUENCIES. RESOLUTION REDUCED TO $ PER CENT

高老师：出现在FER，SPEC定义的波浪谱频率范围太广以致失真，必须修改波浪谱的定义。

（3）NUMBER OF NATURAL FREQUENCIES EXCEEDED. REST IGNORED. LAST NATURAL FREQUENCY $

高老师：模型自由度太多太复杂。

（4）VERY SMALL/NEGATIVE DAMPING - DAMPING SET TO $ PER CENT CRITICAL

高老师：某些运动自由度的阻尼太小，这个问题需要看具体问题再做判断。

（5）SPECTRUM SLOPE OF $ TOO LARGE FOR ACCURATE INTEGRATION. SLOPE OF $ USED
高老师：波浪谱定义的不对，一般出现在用户自定义的波浪谱中，需要重新检查输入数据。

（6）DAMPING FOR FREEDOM $ OF $ IS VERY SMALL

高老师：具体问题具体分析。

（7）STRUCTURE $ IS COMPLETELY OUT OF WATER ON ITERATION STEP $

（8）STRUCTURE $ IS IN CONTACT WITH THE SEA BED ON ITERATION STEP $

（9）STRUCTURE $ IS COMPLETELY SUBMERGED ON ITERATION STEP $

高老师：一般出现在Drift或者Naut，字面意思好理解。一般出现7.的时候表示你的模型飞了，显然这是不对的。出现8.、9.的时候需要检查一下计算是否符合预期。

（10）ITERATION FAILED TO CONVERGE AFTER $ STEPS -- PROGRAM ABORTS

高老师：Librium，定义的迭代步数内没完成计算收敛。建议提高计算步长、计算步数，如果还不行，建议检查一下模型。一般复杂模型会出现这个报错，但不意味着简单模型就不会出现。如果输入参数正确还出现这个，那么一般表示你的模型有些参数设置的不对。

11.**** ERROR **** HYDRODYNAMICALLY INTERACTING STRUCTURES HAVE MOVED TOO FAR FROM ANALYSIS POSITION MOVEMENT EXCEEDS XX% STOPPED AT TIME = XXX

高老师：这个报错一般出现在多体的时域分析中。在多体模型水动力算的基础上开展多体时域分析，AQWA要求运动要小于30%（如果没记错的话），如果大于这个界限，程序会认为计算精度出现严重影响（实际上也是）。解决办法是检查约束，看结构是否真的会有较大的相对运动，另外就是在水动力计算中关闭多体耦合。

12.CABIN4:CONV. FAILED STAGE#6 - ERRN=1.06E-10 LINE#3

高老师：这个报错我不太清楚原因是什么，一般稍微改一下缆绳长度就好了。

13.AQWA error：full QTF calculation cannot be requested for more than 3 structures

高老师：AQWA不允许用全QTF法进行三个体以上的水动力分析。

5、结果处理报警

（1）MAXIMUM NO. OF GRAPH POINTS LIMILITED TO $ ONLY $ POINTS PLOTS

AQWA的曲线结果保存在.plt文件中，plt文件最大保存9000个点（新版本可能有所提高），如果计算结果的点数超过这个值程序就会报warning。一般程序会自动处理，以尽量保存曲线结果。这个Warning一般可以忽略。但是需要指出的是，如果通过AGS或者其他程序输出结果，此时输出的结果只是包含程序处理以后的数据点。