OrcaFlex软件操作指南.doc

OrcaFlex软件操作指南 按照客户要求，本报告以钢悬链立管（SCR）为例，从SCR总体强度分析、运动疲劳分析和安装分析三个方面给出了OrcaFlex软件的主要操作指南，现分别叙述如下。 总体强度分析 在OrcaFlex主界面里，由上到下依次是菜单栏、工具栏和模型显示窗口。 按住Ctrl+鼠标左键可以进行模型的旋转，按住Ctrl+鼠标中键可以进行模型放大和缩小，按住Ctrl+T可以正视整个模型，按住Ctrl+P可以俯视整个模型。 模型树的调用 双击打开OrcaFlex软件，点击工具栏中的模型浏览器按钮（Model Browser），显示模型树。 环境参数设置 双击Environment按钮打开环境参数设置界面。 Sea 由上到下可依次设置海平面位置，运动粘性系数，海水温度，雷诺数计算方法，具体如下面表格所示。 水平面位置（m） 运动粘性系数（m2/s） 海水温度（oT） 雷诺数计算方法 0 1.2E-6 15 沿横流方向计算 其中海平面位置数值是相对于总体坐标系而言；温度为摄氏温度，它的大小直接影响到运动粘性系数。而雷诺数的计算方法，主要取决于流速和结构特征长度的计算。软件中三种方法雷诺数最终的计算公式分别为Renom = |Vr|D/ν，Recross = |Vr|Dcos(α)/ν，Reflow = |Vr|D/νcos(α)，其中Vr径向速度。OrcaFlex calculates Reynolds number in order to calculate drag and lift coefficients Sea Density 设置海水密度，可以是变化的，也可以是恒定不变的。如该海域的海水密度为1025Kg/m3，具体如下图所示。 Sea Bed 设置海底形状，海水的深度、斜度以及海底土壤的刚度系数，其中海底斜度和海底方向都是相对于总体坐标系而言，具体参数应在立管总体设计参数中给出。具体如下面表格和图表所示。 海底形状 海水深度 海底方向 海底斜度 海底刚度 海底土壤模型类型 平坦（Flat） 1800m 98.3deg 4.04deg 1350KN/m/m2 线性 Waves 设置波浪的参数，主要包括波浪方向、波高、周期、起始时间，波浪类型等，其中波浪方向是相对于总体坐标系而言，波浪类型的选取取决于分析类型和实际海况，波高和周期根据海况资料给出，具体参数设置如下面表格和图所示。 波浪方向 波高 周期 起始时间 波浪类型 270deg 9m 11.8s 0 Stokes’5th Current 设置海流参数，主要包括海流计算方法，内插值式还是剖面式；海面的流速，来流方向，各个水深处的海流大小。其中海流方向也是相对于总体坐标系，大小来源于海况资料，具体参数设置如下面表格和图所示。 表面流速（m/s） 1 海流方向（deg） 270 流速 水深(m) 数值（m/s） 0 0.98 100 0.87 350 0.78 500 0.49 1000 0.38 1750 0.42 1800 0 Wind 设置风载荷作用位置，风速大小和方向，初步设计中可以不考虑风载荷。 有限元模型创建 浮体模型创建 点击工具栏中的浮体按钮（New Vessel），在主界面中一点，建立初步浮体模型。此时将会发现模型树（Model Browser）中出现了相应的浮体参数。右键点击可以进行复制、粘贴、重命名等操作；左键双击可以打开参数设置截面。下面对关键部分进行介绍，没有论述的部分采取默认设置即可。 双击Vessel Type按钮打开浮体类型参数设置截面 （1）Structure 设置顶部浮体的长度、质量、惯性矩和重心位置，具体如下面表格和图所示。 船长（m） 质量（te） 惯性矩（te m2） 重心（m） 88 10000 5e5，7e6，7e6 0,0,27.1 （2）Displacement RAOs 根据水动力计算结果，将计算好的顶部浮体各个浪向六个自由度的运动响应数据（RAO）按照顺序依次填写到对应的栏目中，也可以事先按照指定格式编好输入文件，通过import RAOs按钮直接导入，并且可以通过Check RAOs按钮检验输入是否正确。下面以0deg浪向时的RAOs为例，给出了具体参数设置，如下面表格和图所示，其它浪向（0deg-337.5deg，每隔22.5deg一个）RAOs和0deg的类似。这些参数对于立管设计部门来说，应该由浮体分析部门事先给出。 自由度 周期 纵荡（surge） 横荡（sway） 垂荡（heave） 横摇（roll） 纵摇（pitch） 艏摇（yaw） 幅值 相位角 幅值 相位角 幅值 相位角 幅值 相位角 幅值 相位角 幅值 相位角 3 0.006