三維水彈性力學(xué)分析軟件
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1,、軟件概況
三維水彈性力學(xué)分析軟件“THAFTS（Three Dimension Hydroelastic Analysis of Floating and Travelling Structures）”是以中國(guó)船舶科學(xué)研究中心在三維水彈性力學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)積累和創(chuàng)新為基礎(chǔ)研發(fā)的一款海洋結(jié)構(gòu)物流固耦合性能分析的商業(yè)化CAE軟件,。THAFTS軟件的核心計(jì)算模塊包括頻域水彈性分析、時(shí)域水彈性分析,、系泊性能分析,、網(wǎng)簾浮體水彈性分析、近島礁波浪環(huán)境模擬,，涵蓋了頻域和時(shí)域,、線性與非線性分析方法，具備了運(yùn)動(dòng)與載荷預(yù)報(bào),、疲勞壽命分析等功能,，為結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估提供了強(qiáng)大的計(jì)算工具和分析手段。軟件界面友好,、交互性強(qiáng),，已經(jīng)開(kāi)展了廣泛的商業(yè)化推廣和工程化應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果,。
THAFTS軟件界面展示圖
2,、軟件特色
3、研發(fā)歷程
2011年 THAFTS軟件V1.0版本：具備頻域水彈性和時(shí)域水彈性計(jì)算功能,。
2018年 COMPASS THAFTS：全新的開(kāi)放式架構(gòu),，具備頻域水彈性和時(shí)域水彈性計(jì)算模塊,。
2020年 THAFTS軟件V2.0版本：新增浮體系泊分析模塊。
2021年 THAFTS軟件V3.0版本：新增波浪環(huán)境模擬和網(wǎng)簾浮體水彈性計(jì)算模塊,。
4,、軟件架構(gòu)
軟件搭建平臺(tái)總體架構(gòu)，形成了1平臺(tái)（軟件集成平臺(tái)）+5核心（頻域水彈性,、時(shí)域水彈性,、波浪環(huán)境模擬、系泊分析,、網(wǎng)簾浮體）+3方向（環(huán)境載荷,、結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)動(dòng)性能）+N應(yīng)用場(chǎng)景的軟件總體架構(gòu),，為船舶和海工結(jié)構(gòu)物的安全性評(píng)估提供了強(qiáng)大的計(jì)算工具和分析手段,。
THAFTS軟件架構(gòu)展示圖
5、軟件功能
5.1 頻域水彈性計(jì)算
基于頻域三維水彈性力學(xué)理論,，采用脈動(dòng)源格林函數(shù),、移動(dòng)脈動(dòng)源格林函數(shù)，可實(shí)現(xiàn)：
1. 無(wú)航速頻域水彈性響應(yīng)分析
2. 低航速頻域水彈性響應(yīng)分析
3. 高航速頻域水彈性響應(yīng)分析
5.2 時(shí)域水彈性計(jì)算
基于Rankine源方法,，結(jié)合Wangner砰擊理論,，可實(shí)現(xiàn)：
1. 非線性波浪力作用計(jì)算
2. 浮體波面高程計(jì)算
3. 浮體砰擊顫振響應(yīng)分析
4. 浮體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)與載荷實(shí)時(shí)模擬
5.3 浮體系泊性能分析
基于頻域三維水彈性理論和二階非線性水彈性理論，采用時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程和系泊纜懸鏈線理論,，可實(shí)現(xiàn)：
1. 浮體二階波浪計(jì)算
2. 系泊浮體初始平衡位置計(jì)算
3. 系泊纜預(yù)張力計(jì)算
4. 系泊纜實(shí)時(shí)張力計(jì)算
5. 系泊浮體運(yùn)動(dòng)計(jì)算
5.4 網(wǎng)簾浮體水彈性計(jì)算
基于三維水彈性理論,，結(jié)合網(wǎng)衣的屏模型，可實(shí)現(xiàn):
1. 網(wǎng)衣水動(dòng)力載荷計(jì)算
2. 網(wǎng)衣浮體水彈性響應(yīng)計(jì)算
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5.5 波浪環(huán)境模擬
基于Boussinesq方程的非均勻入射波造波方法,，可實(shí)現(xiàn)：
1. 小尺度不均勻入射波
2. 大尺度不均勻入射波
3. 多尺度復(fù)雜環(huán)境預(yù)報(bào)
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5.6 結(jié)構(gòu)典型性能分析
基于核心計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果,，通過(guò)譜分析、剖面模態(tài)載荷疊加等方法,，可實(shí)現(xiàn):
1. 運(yùn)動(dòng),、載荷、應(yīng)力等的長(zhǎng)短期預(yù)報(bào)
2. 疲勞壽命分析
3. 剖面載荷計(jì)算
4. 熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算
5. 自由液面動(dòng)畫(huà)顯示
6,、典型應(yīng)用
（1）多模塊平臺(tái)水彈性響應(yīng)和系泊計(jì)算
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（2）旅游平臺(tái)水彈性響應(yīng)計(jì)算
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（4）養(yǎng)殖平臺(tái)水彈性響應(yīng)分析
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深海技術(shù)科學(xué)太湖實(shí)驗(yàn)室
