HydroStar MCP数值算例报告,版本 0.4.0

船舶与半潜平台的一阶水动力计算

本页给出集装箱船、丰满油船和圆柱扩底半潜平台的资料参照算例。几何由本项目参数化建立,采用 HydroStar 8.2.0 完成单刚体一阶频域计算,并展示湿表面动态压力、波面高程和六自由度运动。

计算参数、建模假设、原生输出及验收记录随算例保存。以下图表用于课程研究与所列假设下的简化分析;面向具体工程对象时,可沿用同一流程核验实际几何、装载、阻尼和约束条件。

1. 计算对象与参数

。图形支持拖动旋转和滚轮缩放。

2. 动态压力、波面与运动

同一物理相位下的湿表面动态压力、波面与刚体运动

3. 频率响应

六自由度响应以原生计算的幅值和相位给出。曲线浪向可在此处独立选择,动态云图采用上一节列出的固定规则波工况。

图 3. 六自由度响应随波浪角频率的变化。平移幅值单位为 m/m,转动幅值单位为 deg/m,相位单位为 deg。折线连接原生频率点,相位跨越周期边界时断开连线。

4. 数值验收与数据追溯

表 1 列出所选频域算例的执行验收结果。硬性门禁约束输入、静力平衡、网格、原生模块和结果文件的一致性;完整判据与工程用途的证据项在项目文档中说明。

表 1. 数值执行门禁
检查项目验收结果

表面压力的独立核对

模型假设与参考资料

模型适用范围、质量参数与复现步骤见建模说明和验证说明。

5. 多来源复杂几何与原生计算

以下三个原创算例使用统一几何前处理,分别验证曲线型值表、带贯通开口的多边形放样和毫米制 STEP 组合实体。湿面经过单位、坐标、水线、法向、拓扑、自交以及 CAD 体积与浮心核对,再由 HydroStar 完成单刚体一阶频域计算。

三个原创复杂几何的实际求解湿表面
图 4. 曲线站位船体、带月池的多边形浮体及带有限厚升沉板的 Spar。坐标采用米,体积与 CAD 偏差按各自实际网格积分给出。完整参数和来源文件随算例保存。

曲线站位船体

本算例采用 6,120 个全体湿面元及 1,572 个水线面元。湿面排水体积为 13,344.017 m³,与 CAD 实体的相对差为 0.464%,浮心距离偏差为 0.0123 m。六项原生执行质量门禁均通过。

查看曲线站位船体的几何验收与六自由度响应图
曲线站位船体的几何验收
平均水线以下的完整湿表面及投影。剖面资料使用橙色显示。
曲线站位船体的原生六自由度响应
0.2–0.8 rad/s、步长 0.1 rad/s,浪向为 0°、60°、120° 和 180°。折线连接原生频率点。

带贯通月池的多边形浮体

本算例采用 860 个全体湿面元及 132 个水线面元。湿面排水体积为 23,600.000 m³,与 CAD 实体的相对差为 0.000%,浮心距离偏差为 0.0000 m。六项原生执行质量门禁均通过。

查看带贯通月池的多边形浮体的几何验收与六自由度响应图
带贯通月池的多边形浮体的几何验收
平均水线以下的完整湿表面及投影。剖面资料使用橙色显示。
带贯通月池的多边形浮体的原生六自由度响应
0.2–0.8 rad/s、步长 0.1 rad/s,浪向为 0°、60°、120° 和 180°。折线连接原生频率点。

带升沉板的曲面 Spar

本算例采用 7,793 个全体湿面元及 283 个水线面元。湿面排水体积为 1,720.427 m³,与 CAD 实体的相对差为 0.244%,浮心距离偏差为 0.0093 m。六项原生执行质量门禁均通过。

查看带升沉板的曲面 Spar的几何验收与六自由度响应图
带升沉板的曲面 Spar的几何验收
平均水线以下的完整湿表面及投影。剖面资料使用橙色显示。
带升沉板的曲面 Spar的原生六自由度响应
0.2–0.8 rad/s、步长 0.1 rad/s,浪向为 0°、60°、120° 和 180°。折线连接原生频率点。

这组频率用于核验几何到计算的链路。装载采用网格排水配平、浮心以下 1 m 的重心、包络尺度估算的回转半径和 5% 附加横摇阻尼,均为显式示例假设。具体工程用途应补充实际质量惯性、约束与阻尼、峰区和空间敏感性以及参考响应。

型值表、DXF、CAD、表面网格与标定图纸的输入方法见多来源几何建模与验收。当前物理编排采用单刚体,结构柔性、多体运动和实际系泊预载按目标问题扩展。