在我短暂的工作经历中,我用过很多软件,比如WAMIT、AQWA、MOSES、Orcaflex,而Ariane、Wadam用过一些但不熟练。本文主要是针对这些软件做一个简单的介绍,仅代表我个人的观点,如有不妥,请指教。
本文的主要内容是头发的模拟,这也是我的《ANSYS AQWA软件的介绍与改进》一书的第一章。我在这里再发一遍,内容略加修改。
AQWA
20世纪80年代,逐渐发展成熟的AQWA软件投放市场,成为第一个商业化的海洋工程浮体分析软件。AQWA软件在开发过程中功能丰富,逐渐成为业界公认的浮体分析软件。2001年,AQWA软件的经营权由WS阿特金斯转让给世纪动力有限公司。2005年,ANSYS集团收购世纪动力。2008年发布的AQWA V5.7d是世纪动力自主开发的最后一个AQWA版本。2009年,由ANSYS推出的ANSYS 12.0首次将AQWA作为其重要的计算模块引入市场。随着版本的不断更新,AQWA与ANSYS Workbench系统的集成度不断提高,其界面、计算功能、计算效率都有了很大的提高。
AQWA软件主要解决环境载荷作用下浮体的运动响应、系泊定位、海上安装、船舶航行和波浪载荷传递等问题。其理论基础主要包括:
船舶静力学:解决浮体静水/非静水状态下的水刚度问题刚体动力学:解决浮体在环境载荷影响下的运动响应问题三维势流辐射-绕射理论:解决相对于波浪不可忽略的浮体所受波浪载荷情况,解法为面源法Morrison方程:解决小直径波长比状态下杆件在波浪中的受力问题缆索动力学:解决浮体系泊状态下缆绳动力响应问题AQWA功能强大,可以解决海洋工程浮体分析领域的大部分问题。其计算功能如下图所示。
图1.6 aqwa AGS线方案建立的水动力计算模型
图1.7经典ANSYS和Workbench建立的AQWA水动力计算模型
再处理
AQWA软件的后处理功能非常强大。经典AQWA的AGS模块可以实现浮体水动力计算结果和时域计算结果的曲线显示和数据输出。AGS的数据处理功能可以实现高低频分离、响应谱变换、概率分布拟合(瑞利分布和威布尔分布)等一系列功能。AGS可以输出浮体运动、波压变化、波面扰动等仿真动画。
工作台可以实现AGS的大部分功能,其计算数据可以直接以报表格式输出。工作台界面美观,输出图表非常漂亮,不用处理就可以直接使用,非常方便。
图1.8 AQWA AGS模型显示
图1.9 AQWA AGS压力分布显示
图1.10 aqwa AGS计算结果曲线
图1.11 aqwa工作台的波面显示
图1.12 aqwa工作台的结果曲线显示
AQWA提供Excel接口AQL(AQWA for Excel接口),具有输出浮体中心坐标、输出RAO数据、输出时域计算结果等命令功能。通过Excel-VBA编程,可以批量处理大量数据,提高工作效率。
与VBA相比,用编程软件直接读取AQWA二进制水动力计算文件处理数据效率更高。对于经常使用AQWA分析浮体的工程师来说,可以综合考虑AQL-VBA或其他编程软件来提高数据处理和分析能力。
AQWA可以通过命令输出水动力计算文件的二进制文件,但是plt等文件的二进制格式我们不太清楚。坦白说,计算机专业工程师理解这些二进制文件并不难,但非计算机专业工程师可能很难理解。如果有兴趣批量读取这些文件,可以进一步研究文件的二进制编码格式。
图1.13 data和Excel VBA开发的数据处理程序
一些限制
AQWA自商业化以来已经测试了30年,其多样化的能力和良好的计算精度得到了广泛的认可。然而,澳大利亚水域评估也有其自身的局限性:
AQWA19以前的版本中没有舱室的概念,不能进行自由液面修正,无法解决诸如液舱晃荡此类水动力分析问题,在AQWA19版本加入了舱室的功能,但我还没有具体研究过,具体功能我不甚了解;只有小倾角稳性计算功能,不能进行稳性规范校核,限制了应用范围;二阶波浪载荷求解方法只有压力积分法,没有Free Surface的概念,使得其二阶和频、差频载荷的计算精度比较依赖模型网格划分情况,对于初学者而言计算结果的精度比较难以控制;批量数据后处理功能较弱,需要用户自行编程或者通过接口进行二次开发;对于网格大小、数目限制严格,对于一些特定问题(诸如TLP的水动力计算)适应性一般;多体分析的能力有限,复杂的多体耦合分析计算需要特别关注。尽管如此,AQWA完全可以满足大多数工程领域的分析要求,是一款优秀的海洋工程浮体分析软件。
WAMIT
WAMIT(WaveAnalysis MIT)是一个分析软件,用于计算零速度时浮动结构与波浪之间的相互作用。它是由麻省理工学院的J. J.NNewman开发的,于1987年首次推出。1999年,李昌镐和纽曼共同成立了华盛顿麻省理工学院公司。
WAMIT软件开发中最重要的版本是WAMIT6.0及其2000年推出的升级版。在这一系列版本中,WAMIT有一种高阶非点源计算方法。其高阶模块具有计算分析不同周期、不同波向下的二阶荷载波的能力。WAMIT最新版本是7.0,主要增加了多线程并行操作功能。WAMIT自诞生以来,逐渐成为浮体分析计算领域的标志性软件,其计算结果往往作为比较计算结果准确性的参考,证明了WAMIT软件在业界的广泛影响和认可。目前,全球有100多家机构、公司和研究机构使用WAMIT。
WAMIT有两个不同的模块,一个是基础模块,一个是高阶模块。WAMIT本质上是一个频域的浮体计算软件,其功能仅限于计算,软件本身没有预处理和后处理功能。
图1.14 WAMIT6.4操作界面
WAMIT基本模块的计算功能包括:浮体结构静水刚度、附加质量、辐射阻尼、波浪力(包括绕射力)和二阶稳定波浪力。
WAMIT高阶模块的计算功能包括:高阶非点源法和考虑二阶速度势影响的二阶差频和合频载荷。WAMIT可以通过压力积分(与AQWA方法相同)求解二阶差频和和频载荷,也可以通过FreeSurface方法计算。相比之下,自由曲面法得到的结果更准确,但计算时间也更长。
WAMIT还可以通过广义刚度法实现更广泛的计算分析,如多结构铰接、增加月池阻尼等。此外,WAMIT可以考虑油箱晃动的影响,其计算结果可以更好地反映油箱共振运动对整体运动性能的耦合作用。
图1.15 WAMIT的WAMIT计算函数
图1.16美国麻省理工学院建立的TLP非点源模型
WAMIT软件没有预处理功能,计算模型需要第三方软件建立。运行后,WAMIT会输出bin模型文件,但需要其他程序查看,比如使用Tecplot。WAMIT的计算结果以文本格式输出。用户可以通过其他软件或自己的程序读取这些结果文件。
WAMIT软件的计算结果(如浮体的运动RAO)是关于坐标原点的自由水面,与一般软件不同。
WAMIT可以计算储罐的晃动效应,但不能直接考虑阻尼或能量耗散。坦克共振期峰值很高,与现实不符。而WAMIT采用广义矩阵法给坦克加阻尼,但首先用户需要掌握广义自由度法。
目前,WAMIT在海洋工程研究和分析领域发挥着非常重要的作用。WAMIT已经成为经典,其理论发展思路值得思考和借鉴。在可预见的未来,WAMIT仍将是海洋工程水动力分析领域的标杆。
摩西
摩西(Multi-operative Structural Engineering Simulator)是由群青公司开发的,该软件的第一个版本于1977年推出。在漫长的发展过程中,MOSES软件逐渐成熟,其功能涵盖了海上安装、水动力计算、稳定性校核、结构计算等多个方面。目前群青已被本特利集团收购,MOSES软件、SACS、Maxsurf构成了本特利旗下的轮机工程分析包,成为本特利开发轮机工程软件、争夺相关市场的有力组成部分。
MOSES软件可以建立舱室模型,支持船舶或浮式平台的压载负荷调整计算,能够胜任导管架拖上船、下水、扶正等安装分析。海上组块浮装软件中定义了LMU和DSU单元,可以方便地实现海上组块浮装分析。该软件可以计算水动力,其理论包括三维势流理论、条带理论方程和莫里森方程三种方法,可以方便快捷地在频域内分析浮体的运动。软件中有很多缆索单元,可以用于系泊、海上吊装、铺管等缆索动力学分析。
MOSES软件最大的特点就是有一套文档化的方法和独特的编程规则。通过编写运行文件,用户可以根据自己的需要实现自定义计算,文件可以通过其内置界面以文本、表格、动画、图片等多种格式输出。同时,软件与SACS有接口,便于分析导管架结构。
MOSES软件有四个模块:流体静力学计算、流体动力学计算、频域分析及后处理、结构计算。对于船舶,MOSES可以用TanakaMethod计算滚动粘性阻尼。摩西可以用萨文森法、远场法和近场法计算二阶稳定波浪力。流体力学计算结果可以保存为文本文件,在其他计算过程中无需重新计算就可以直接调用,节省了计算时间。而MOSES软件没有消除不规则频率的功能,其水动力计算结果具有平均精度。
MOSES的频域分析和时域分析可用于计算和模拟浮体运动、系泊和动态压载。MOSES软件也有结构计算的功能,但随着其他海洋工程结构分析软件的发展,这一功能被削弱了。
图1.17 MOES软件模块的浮动安装
图1.18摩西传统界面
图1.19摩西新界面
摩西软件长期以来被认为是海洋工程安装分析领域的首选软件。由于其与SACS软件的接口,几乎垄断了导管架安装分析市场。MOSES软件在区块浮动安装的分析上基本处于垄断地位。然而,由于MOSES软件的计算精度较低,其复杂的水动力分析,如浮式平台的系泊分析和多体耦合水动力分析并不令人满意。另外,由于软件以命令文件的形式运行,设置和选项的数量庞大而复杂,界面简单,可操作性低,这使得初学者很难入门。一旦我们充分理解和掌握了MOES软件的分析流程和思维,用户就会发现MOES在某种程度上是任意的、万能的。
摩西软件被本特利收购后,其软件界面有了很大的改善,在与SACS和Maxsurf软件的整合方面也取得了一定的进展。按照本特利的开发思路,将使用Maxsurf作为MOSES的预处理器,MOSES软件将专注于海洋工程中浮式结构的水动力计算、流体静力分析和海上安装分析,其与SACS的接口将进行对接,大大增强可操作性。未来,摩西软件作为本特利海洋工程分析软件包的重要核心成员,将在海洋工程分析领域发挥更加重要的作用。
水之星和阿丽亚娜
Hydrostar是法国船级社(BV)推出的流体力学计算软件,主要由陈小波博士开发。第一版是1991年推出的,现在的版本是7.25(2014)。
Hydrostar在理论和算法上几乎和WAMIT一样,基本上具备了WAMIT的所有功能。在二阶荷载的计算理论中,Hydrostar融合了陈小波博士的中场法理论,这也是近年来为数不多的有影响力的二阶荷载分析理论之一。中场法避免了远场法和近场法的缺点,是Hydrostar独有的计算功能。
除了常规的频域水动力分析功能外,Hydrostar还具有消除不规则频率、考虑能量耗散的耐波/液舱晃动耦合分析、二阶载荷场理论、多方向下低频载荷计算等功能。此外,Hydrostar具有完整的后处理功能,可以输出各种形式的计算结果,查看计算模型和波面变化,并进行短期和长期的谱分析。最新版本的Hydrostar支持多线程并行计算,大大提高了计算效率。
图1.20水焦油的主要计算功能
Hydrostar由很多模块组成,比如hslec读取非点源模型文件;Hsbln平衡模型文件,可根据吃水切割非点源模型;Hsrdf进行辐射衍射计算;Hstnk计算坦克的影响;Hsmcn计算浮体的运动;Hsdft计算多向二阶载荷;Hsmdf计算同方向的二阶荷载;Hsprs计算压力分布;Hswld计算横截面波浪载荷;Hspec频域短期/长期分布计算等。主模块下有子模块,可以实现更多的设置、计算和后处理功能。
HydroStar具有一定的预处理功能,其内部对常见的浮式结构有建模支持。用户可以通过选择待分析的浮体类型,指定浮体的主要尺度数据,建立非点源计算模型。此外,他们可以根据需要调整模型的网格。此外,模型还可以通过第三方建模软件导入到Hydrostar中进行计算分析。
一般来说,在耦合计算过程中,对液舱晃动的分析可以准确捕捉液舱运动特性和整体运动共振。如果不考虑储罐本身的能量耗散,储罐产生的总振幅很大,与实际情况不符。新版Hydrostar优化了耐波性/液舱晃动问题,通过考虑液舱中的“能量耗散”给出了更符合实际的结果。
图1.21水之星的主要模块
图1.22水焦油圆柱模型和计算域
图1.23水焦油水动力计算模型与波面的相互作用
阿丽亚娜是一款系泊分析软件,由BV与MCS(目前是WoodGroup的子公司)合作开发。该软件可用于FPSO、半潜式平台、驳船等结构的系泊分析。早期版本的阿丽亚娜软件在计算理论上比较简单,采用浮体运动RAO计算平台的一阶运动,采用拟静力法计算拉索响应。新版Ariane8支持用户通过波浪力计算时域系泊。
该软件具有数据输入方便、计算快速的优点,适用于大量工况(如10万甚至几十万工况)的初步设计或分析。软件后处理功能强大,结果可以Excel文件或文本文件格式输出,方便用户进一步处理。
图1.24阿丽亚娜软件界面
由于普及和用户习惯的原因,Hydrostar自推出以来应用范围受到了限制,而Arine的发展由于自身理论上的局限也受到了限制。目前BV积极推进Hydrostar、Ariane、Hemo等软件的集成化程度,试图覆盖水动力分析、系泊分析、结构分析等几大海上分析方向,拓展软件和规范的应用范围。
芝麻
Sesam是一个由DNV公司(现在的DNV GL)开发的海上工程分析软件。芝麻有着悠久的发展历史。1966年,挪威理工学院的学生帕尔伯根(PalBergen)编制了一个基于有限元方法的通用有限元程序,他将其命名为“Sesam”。1968年,DNV从卑尔根购买了这个软件,并安排人员进行开发。1969年,Sesam的第一个商业版本Sesam69发布。经过多年的发展,Sesam已经成为海洋工程结构分析的行业标准软件。
20世纪80年代初,DNV推出了新版Sesam,具有交互式几何建模方法、自动有限元网格生成技术和交互式图表后处理能力。此后,Sesam逐渐增加了水动力分析、隔水管分析、导管架分析等功能,并逐渐形成了以GeniE、HydroD、DeepC为核心的软件包,几乎涵盖了水动力分析、安装分析、导管架结构分析、浮式结构分析、混凝土平台分析、隔水管分析等海洋工程可以涉及的所有问题。
GeniE是Sesam的建模和预处理模块。HydroD是一个水动力计算模块,其中Wadam是一个水动力计算程序。此外,Sesam还包括两个水动力计算模块,Waveship和Wasim。Waveship主要用于船舶的水动力分析,其理论为二维条带理论,可用于零速和中速时的计算。在分析中,可以估计粘性横摇阻尼的影响,完成波压的输出。Wasim理论是一种三维势流理论,可用于计算有航速船舶的时域非线性水动力。
Sesam的水动力计算结果由Postresp模块处理。Postresp是Sesam的核心后处理程序,功能强大,可以以图表的形式输出结果,在频域进行短期预测和长期预测计算。用户可以通过Xtract查看浮式结构的运动模拟和波面变化。
Simo、Riflex、Mimosa和DeepC构成了Sesam的系泊/隔水管分析模块。Simo可以进行海上安装和系泊计算。Riflex可以分析系泊缆或立管的动态响应。含羞草可以在频域计算分析系泊。DeepC集成Simo和Riflex,用于分析隔水管/系泊系统的耦合。
图1.25芝麻的主要模块
图1.26芝麻局部型模型
随着多年的发展,Sesam功能越来越多,模块越来越多。对于熟悉Sesam分析流程的工程师来说,用Sesam完成一项分析工作可能涉及多个模块的数据传输,需要有丰富的使用经验。DNV在软件开发过程中就意识到了这个问题,于是SesamManager应运而生。SesamManager按照工作流程排序,用户可以拖拽相应的计算模块,形成分析骨架,每一步分析都可以按顺序进行。整个界面直观方便。
图1.27芝麻管理器
Sesam几乎可以完成所有的海洋工程分析工作,功能强大,界面友好,内部支持DNV规范检查,发展势头非常强劲。目前越来越多的海洋工程公司选择Sesam作为主要分析工具。Sesam模块比较多,数据和模型的管理有点繁琐,用户需要培训一段时间才能熟练。
Wadam的衍射计算程序的核心是WAMIT的早期版本。早年功能更新比较慢,近几年功能更新比较快。Sesam的后处理器PostResp,界面陈旧,操作复杂。Sesam支持命令行操作,熟悉这个功能可以大大提高工作效率。
DNG和GL合并后,由GH公司开发的风机载荷计算软件Bladed(原隶属于GL)逐渐融入到Sesam中,GeniE和Simo模块对风机结构分析和浮式风机分析的支持也逐渐加强。
总之,Sesam软件是海洋工程分析软件中非常重要的软件。由于DNV在海洋工程领域的领先地位,芝麻在实际项目和规格的双重推动下发展迅速,占据了很大的市场份额。此外,DNV每年都保持着对软件研发的大量投入,这使得Sesam不断更新。未来,芝麻油在海洋工程行业的影响力将越来越大,并将继续发挥举足轻重的作用。
Orcaflex
Orcaflex是英国Orcina开发的动态分析软件。1986年成立了海洋工程结构与流体动力咨询公司Orcina,同年推出了Orcaflex的首个版本。1989年,该公司推出了OrcaBend和OrcaLay。经过多年的发展,Orcina已经成为世界领先的海洋工程动力学分析软件开发公司。Orcaflex软件以其友好的界面、持续的功能改进和多样化的动态分析能力,成为海洋工程动力学分析软件的领导者,在全球拥有超过260个用户。Orcaflex的功能不断增强,最新版本是V10。
Orcaflex的主要功能包括缆索动力分析、立管动力分析、浮式平台动力分析等。可解决的问题包括:船舶耐波性、系泊、系泊疲劳、隔水管强度、隔水管疲劳、隔水管VIV(由shear7支持)、海上安装、管道铺设、结构模式等。
图1.28 orca flex模型的三维渲染显示
图1.29 Orcaflex模型和结果显示
Orcaflex无法计算三维辐射-绕射水动力,用户可以将WAMIT、AQWA、MOSES等水动力计算软件的数据结果导入Orcaflex进行后续分析。其他软件结果也可以导入到软件中,只要是按照Orcaflex的内部定义编写的。
软件在浮体动力分析中可以考虑的荷载包括:一阶波浪荷载、二阶和频差频荷载、风荷载、流荷载、附加质量和辐射阻尼、用户添加的线性/非线性阻尼等。Orcaflex可以定义6Dbouy和3Dbouy来分析棒状结构或小尺度/波长的结构。
Orcaflex的分析方法主要是时域分析,可以利用浮体的RAO计算浮体运动响应或波浪力来求解浮体运动。系泊分析方法是完全耦合的,即载荷在时域中计算,平台运动与系泊系统耦合,考虑了系泊缆的动态效应。
Orcaflex可用于复杂系统的运动模态分析。该软件可以基于规则波和雨流计数法对系泊缆和管道结构进行疲劳分析。
管道分析是Orcaflex的强项。该软件可以很好地模拟张力立管(TTR)、不同类型的悬链线出口管道(SCR)、海底管道、立管等海洋工程管道。计算结果可以通过内置的代码检查功能直接进行检查。通过Shear7界面,软件可以分析立管的涡激振动。
Orcaflex的模型可以通过界面快速建立,也可以通过命令行建模。软件内置的后处理功能非常强大,用户想要的结果几乎都可以通过鼠标操作得到。同时Orcaflex拥有Matlab、Python、C++和VBA的编程接口,用户可以通过外部编程实现快速建模、复杂数据快速处理、自定义计算等高级功能。
Orcaflex在保留与FAST的数据接口后,推出了新版本Orcaflex10.3,以支持风力涡轮机负载的计算。在10.3中,用户可以通过定义风扇叶片、机舱、机舱中的部件和外部控制程序来实现浮动风扇的耦合分析。
Orcaflex的开发公司Orcina只是一家员工不到50人的公司,是这么小的公司,却做出了这么伟大的产品,其成功的开发经验值得海洋工程界借鉴。目前Orcaflex占据了大部分轮机工程专业的动态分析软件市场,其开发公司Orcina未来将继续推动Orcaflex的深度开发和功能更新。值得注意的是,目前离岸软件公司正在被大集团收购,未来Orcina能否长期保持独立发展状态值得观察。
其他软件,比如Flexcom,Harp,Waveload都没接触过,这里就不说了。
特点及发展趋势比较
1.主要海洋工程软件、发展趋势和授权模式
经过多年的工程实践和理论发展,在当今的海洋工程中,大部分设计工作都可以通过计算机软件来完成。目前,海洋工程分析软件可分为五大类:水动力分析软件、系泊分析软件、隔水管分析软件、结构分析软件、安装分析软件,以及一些具有特定计算功能的软件。
常见的分析软件主要包括:
水动力分析软件---AQWA、WAMIT、Hydrostar、MOSES、Waveload等。系泊分析软件---AQWA、Simo、Orcaflex、FLexcom、MOSES、Harp、Mimosa、Ariane等。立管分析软件---Orcaflex、Flexcom、DeepC、Harp、Abaqus、AQWA等。结构分析软件---Sesam、SACS、Abaqus、ANSYS、Homer、Patran、Nastran等。安装分析软件---MOSES、Sima、AQWA、Orcaflex、FLexcom等其他的分析软件还有Offpipe、shear7、OSAP、Fluent、Fast等。图1.30一些常见的离岸软件
鉴于不断发展的设计需求,未来海洋分析软件将呈现以下发展趋势:
功能多元化。未来海洋工程软件能够实现的分析功能将来越多,各个软件开发商都将力图通过推出功能多元化的软件产品来巩固既有市场,抢占其他市场。界面友好化。过去的分析软件囿于计算机能力,在用户界面上投入较少,前后处理都比较简陋。随着计算机技术的发展和用户对数据可视化、界面可操作性的要求逐渐增强,当前几乎所有的软件开发公司都在用户界面上下大力气进行开发和改良。未来的海工软件将具备更加友好的界面和更加便捷的前后处理功能。模块集成化。当前的海洋工程分析软件均以模块形式来实现分析功能,模块之间通过接口来实现数据传递,各个模块组成软件包来实现更多分析功能。由于功能越来越多,软件模块太过于复杂,使得用户使用起来有诸多不便。未来模块集成化,通过统一界面来实现多种计算功能将是软件的发展的趋势。竞争激烈化。随着海工软件市场竞争逐渐激烈,近年来收购活动非常频繁,譬如开发了Flexcom、Ariane的爱尔兰MCS公司被WoodGroup收购;开发了MOSES的Utralmarine、开发了SACS的EDI、开发了Maxsurf的FormationDesign Systems被本特力(Bentlay)收购;开发AQWA的CenturyDynamic被ANSYS收购。由于海洋工程软件市场高度专业化,市场规模有限,未来的竞争格局将更加激烈。这对用户来说是个好消息,激烈的竞争肯定会产生符合设计师需求的软件,从而推动相关设计分析工作的快速高效实施。
一般来说,离岸分析软件的授权方式分为证书文件和加密狗。大多数软件都有局域网引用功能,即局域网内一台机器有证书或加密狗,局域网内其他用户可以使用引用授权的软件。通常局域网中一个证书只能一个用户同时使用。
离岸软件很贵。软件一般分为基本功能和高级功能两部分,个别软件按模块销售。WAMIT、Orcaflex等小型软件的单个证书价格在20-30万人民币之间,Sesam的单个模块价格在100万人民币左右,这意味着从事海上设计的机构或公司需要一定的投资才能具备基本的设计能力。
逐渐发展起来的离岸软件也对设计人员提出了更高的要求。完成一项设计工作可能涉及各种软件的组合,在某些情况下,工程师需要自己编程。例如,对于FPSO单点系泊设计,工程师不仅要使用水动力分析软件进行多工况下的水动力分析,还要熟悉系泊分析软件及相关分析方法。同时根据结构工程师的要求提供设计荷载,必要时通过编程提取计算结果。从事海洋工程设计的工程师不仅需要处理本专业的工作,还需要对其他专业的理论、分析方法、软件操作和规范要求有一定的了解。这些都对工程师的理论基础和技能水平提出了更高的挑战。掌握多种软件,具备多种能力才能在复杂的工作中游刃有余。
2.浮体分析软件的功能比较
为了更直观地了解本章介绍的海上浮体分析软件的功能,本节从预处理、后处理、水动力分析、系泊分析和安装分析五个方面对七种软件进行了比较和综合评价。评价的特点是★,符号越多★说明软件在这方面比较突出。
表1.1几种浮体分析软件能力的比较和评估
名字
预处理能力
后处理能力
流体力学分析能力
系泊分析
能力
安装分析
能力
综合评估
AQWA
★★
★★
★★
★★★
★★
★★★
WAMIT
/
/
★★★
/
/
★★
摩西
★
★
★
★
★★★
★★
氢化焦油
★★
★★
★★★
/
/
★★
芝麻
★★★
★★
★★
★★★
★★
★★★
阿丽亚娜系列运载火箭
★
★
/
★★
/
★
Orcaflex
★★★
★★★
/
★★★
★★
★★
总体来说,AQWA软件是优秀的,不仅预处理能力强,而且分析功能也比较齐全。如前所述,一个项目的工作往往需要多个软件的配合。AQWA软件的多样化分析能力非常适合分析浮体的专业人员的入门级软件和主要分析工具。
3.多说几句
现在小型专业软件厂商逐渐被大型软件厂商收购,从而成为他们庞大产品线的一部分。这种趋势喜忧参半。
以前的小厂麻雀小而全,但是要发展推广,很难做大做强。被大厂收购后,可以依托他的渠道进行推广,在软件开发中可以充分借鉴通用软件的优势,有利于提高软件的成熟度,扩大应用范围。
但缺点也很明显。平心而论,与其他行业的普通软件相比,海洋工程软件的市场范围非常小。专业的离岸软件一旦并入通用软件产品线,其最大的缺点就是优先级不够。作为一个应用范围有限、竞争激烈的软件市场,销售几套离岸专业软件的利润远远少于其他产品线,这就带来了软件开发优先级的问题。
一般软件不会过多考虑海洋工程的具体需求,这就使得海洋工程软件产品不得不适应原有的产品,其中最具代表性的就是AQWA。坦白说,我不习惯在Workbench下使用AQWA。软件产品的集成可能需要很长时间的磨合和重新设计。
现在专业的软件产品都在提高GUI的友好程度,换句话说,现在的软件产品都在变成傻子。工程师经过简单的培训,就可以开始做项目了,有其优点,也有其缺点。
用户友好且愚蠢的软件可以大大提高工作效率,促进项目进度。但是,海洋工程是一个非常专业的行业,任何设计团队都需要老专家。虽然他们可能不会操作软件,但是大部分核心技术问题都需要他们去检查。
软件只是提高工作效率的工具。真正把项目往前推,把项目控制住,是丰富的经验和扎实的基础。
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