基于AQWA的铺管船-托管架耦合模型.pdf

第32 卷第3期2023年9月计算机辅助工程Computer Aided EngineeringVol.32No.3Sept.2023文章编号：10 0 6-0 8 7 1(2 0 2 3)0 3-0 0 2 6-0 8D01:10.13340/j.cae.2023.03.005基于 AQWA 的铺管船-托管架耦合模型苏焕婷，滕媛媛，朱勤健（1.上海海事大学物流工程学院，上海2 0 130 6；2.上海航天电子有限公司，上海2 0 18 2 1）摘要：为分析海洋工程结构物在波浪中的运动响应，以用于铺设海底管道的铺管船和托管架为研究对象，阐述大尺度结构物（铺管船）与小尺度结构物（托管架、管道）分别适用的计算理论，采用AQWA软件对铺管船-托管架在不同浪向下的动力特性进行分析。通过频域水动力分析比较铺管船和托管架在规则波与不规则波下的6 个自由度的运动，得到铺管船和托管架的运动响应幅值算子（response amplitude operator，RA O），通过时域分析计算铺管船和托管架在实际海况下的波浪载荷时程，为托管架强度分析奠定基础。关键词：铺管船；托管架；响应幅值算子；时域分析；AQWA中图分类号：U674.34；T B115.1Coupling model of pipe laying vessel-stinger based on AQWA文献标志码：BSU Huanting,TENG Yuanyuan,ZHU Qinjian?2(1.Logistic Engineering College,Shanghai Maritime University,Shanghai 201306,China;2.Shanghai Aerospace Electronics Co.,Ltd.,Shanghai 201821,China)Abstract:To analyze the motion response of offshore engineering structures in waves,the pipe layingvessel and stinger used for laying submarine pipelines are selected as the study objects,the applicablecomputation theory of large-scale structure(pipe laying vessel)and small-scale structure(stinger andpipeline)is expounded,AQWA sofware is used to analyze the dynamic characteristics of the pipe layingvessel-stinger under different waves.The six direction motions of the pipeline laying vessel and stingersunder regular and irregular waves are compared using frequency domain hydrodynamic analysis,and theresponse amplitude operator(RAO)for the motion response of the pipe laying vessel and stingers is get.The wave load time history of the pipe laying vessel and stingers under actual sea conditions is computedusing time domain analysis,which lays the foundation for the strength analysis of the stinger.Key words:pipe laying vessel;stinger;response amplitude operator;time domain analysis;AQWA广、铺设效率高，因此被广泛使用。托管架是S型管0引 言道铺设法的核心装备，一般位于铺管船船尾，起到支随着油气资源的开采逐渐从陆地转向海洋，更撑管道使其安全、顺利地从船上滑人水面至海底的多的海底管道需要铺设。S型管道铺设法铺设范围功能。本文以上海振华重工自主设计制造的深水铺收稿日期：2 0 2 3-0 5-14修回日期：2 0 2 3-0 6-0 7基金项目：上海市科委资助项目（2 0 dz1206802）作者简介：苏焕婷（2 0 0 0 一），女，广东东莞人，硕士研究生，研究方向为机械设计及理论，（E-mail）s u h t 136 50 2 33996 16 3.c o m；滕媛媛（1959一），女，辽宁大连人，讲师，博士，研究方向为港机与海工装备，（E-mail)http:/cae ;smucae 第3期管船JSD6000及托管架为研究对象，分析铺管船、托管架在规则波和不规则波海况下的水动力特性以及运动响应。JSD6000铺管船总长2 15.0 8 m，型宽49.00m，型深2 2.40 m，最大吃水10.8 7 m，可进行J-Lay和S-Lay两种铺设方式，具有8 点定位锚泊系统和DP3动力定位系统，功能强大，可以进行单船浅水、深水、超深水铺管作业。铺管船托管架图1JSD6000深水起重铺管船与托管架1数学模型分析1.1势流理论三维势流理论主要用于求解大尺度结构物所受到的流体载荷。假设流体是不会旋转、没有黏度并且不能被压缩的理想流体，旋度为0 的流场条件为xu=0。其中：V为那勃勒算子;u为速度矢量。同时,流场中还存在一个速度势函数(,y,z,t)满足u=V,由此可得V(x,y,z,t)=0式中：x、y、z 为坐标位置;t为时间。式(1)在整个流域内满足拉普拉斯方程。因为速度势函数分布在流场中的各个空间位置,所以该方程为流场中流体的运动学控制方程。仅有控制方程还不能求解,还需要边界条件。为便于计算,将整个系统线性化，忽略边界条件中的高阶小量，得到的边界方程如下：自由表面条件为+g=0,z=0z海底条件为:0,z=-h物面条件为6Zufi(x,y,2)an式中：j表示浮体的6 个自由度；U为浮体的运动速度;f(x,y,z)为液面下浮体的单位法向量;h为海底cae ;smucae 苏焕婷，等：基于AQWA的铺管船-托管架耦合模型以仅考虑线性动压力，即p=-pat式中:p为线性动压力;p为流体密度。根据速度势的分解，流体的动压力可分解为3个部分，adPD=-patPI=-patPr=-pt式中:Pp为绕射波动压力;P为人射波动压力;PR为辐射波动压力。作用在浮体上的广义作用力（包含力和力矩）(1)可以通过在浮体湿表面上对流体力进行积分获得，Fu=J,pin.ds(10)Fo.,=J,pn,ds(11)Fr.=J,prn,ds(12)式中：下标i代表6 个自由度方向;FI、FD、FR分别为入射波作用力、绕射波作用力和辐射波作用力；n为由浮体内指向流场的方向矢量。(2)由入射波速度势在浮体湿表面上积分获得的作用力称为Froude-Krylow力，由绕射速度势积分获得的在结构物上的作用力称为绕射力,式（12)为由浮(3)体运动产生的辐射作用力。1.2莫里森方程对于小尺度结构物（如托管架），可以忽略流体(4)的绕射作用,其主要载荷为流体黏性特性所产生的拖电力载荷和流体对结构的惯性力载荷。托管架上所受到的波浪力载荷采用半经验半理论的莫里森方27水深。在规则波中，流体的速度势可以分成3个部分求解，即(x,y,z)=dl(x,y,z)+p(x,y,z)+式中：（x,y,z)为无浮体状态下的入射波速度势，是仅考虑自由表面与海底条件的线性波速度势；,（,y,z)为绕射速度势,是人射波受固定浮体影响后的流场速度势;r（,z)为辐射速度势,是静水中浮体自由摇荡产生的流场速度势。在已知流场速度势的情况下，浮体所受到的流体压力可以通过伯努利方程计算。无航速的浮体可(6)(7)(8)(9)http:/r(x,y,z)(5)28程计算，FM=F+FD=pc.iZA+pCpUIUIZDCm=1+Ca式中：F.为波浪惯性力;F，为波浪拖电力;U为波浪水质点的水平速度；U为波浪水质点的水平加速度；p为流体密度;A为单位长度圆柱体截面面积，A为整个圆柱体的排水量体积;D为单位长度圆柱体的直径，乙D为整个圆柱体的投影面积；C.为惯性力系数;Ca为附加质量系数;Cp为拖电力系数。附加质量系数与拖电力系数可由软件自主计算获得，本文取 Cp=0.75。在实际使用中,通常以不同柱体切片积分的形式求得整个圆柱形结构件上的波浪载荷。某个圆柱受到的水平（x）方向的作用力F,=pC.UEA-pC.XEA+式中：X为圆柱的水平速度；x为圆柱的水平加速度。拖曳力中的（U-X）IU-X I不适合在频域中=/Uu 为相对速度的均方计算,令IU-XI=根，则拖电力可线性化为FUTTrms8ZD27Trms式中：F为线性化后作用在结构上的拖电力，可分为波浪拖电力和圆柱拖电阻尼力。1.3AQWA软件介绍AQWA是一款海洋工程领域内常用的水动力分析软件，主要用于计算各种结构的流体动力学特性以及对波浪的响应。根据初始条件的不同，AQWA可分为时域和频域2 种计算理论。时域理论通过时间步对流场的初始值问题进行求解计算，频域理论假设波浪和船舶已作用了很长时间,其流场和船舶的摇荡运动已趋于稳态。本文所采用的空间坐标系为右手坐标系,所有转动方向满足右手法则：船尾至船首为x轴正方向（纵荡）,绕x轴旋转为横摇；右至左舫为y轴正方向（横荡）,绕轴旋转为纵摇；水面至甲板上为z轴http:/计算机辅助工程正方向（垂荡）,绕z轴旋转为摇。AQWA中船舶的6 自由度运动方向见图2。船体在波浪中航行时受到各个方向的波浪冲击，0 浪向角为沿x轴正方(13)向，9 0 浪向角为沿轴正方向，18 0 浪向角为沿x(14)轴负方向，波浪方向满足右手法则，见图3。船尾船首图2 AQWA中船舶的6 自由度运动方向315波浪1270波浪225波浪铺管船0波浪135波浪45波浪90波浪(15)图3AQWA中波浪方向示意1.4已知参数以上海振华重工集团设计制造的JSD6000深水铺管船以及4节托管架作为研究对象。托管架悬挂于铺管船船尾，托管架首节下端两铰点与铺管船铰接，上端两铰点与托管架的核心连接件铰接，该连接件位于铺管船上，通过机构的变幅运动将托管架放入水中进行铺设。S型铺设系统由模块化的托管D-架完成，托管架总共4节，各节之间采用连杆铰接，各节长度分别是8 2、56、40 和13m。铺管船船体主(16)要参数见表1。表1铺管船船体主要参数参数符号实船参数值单位垂线间长Lpp船宽B主甲板高度HMD横摇回转半径Rx纵摇回转半径R.y摇回转半径R65.5为满足大管径与超深水的铺设要求，设计适用于管径为6 和16 in(1 in=25.4 mm）的30 0 0 m超深水的托管架模型，以及管径为2 0 和48 in的1500.600m深水的托管架模型,48 in管径的管道在铺设时会漂浮在水面上，因此需要加人配重层使其顺利沉人海底。各个托管架模型相关参数见cae ;smucae 2023年RzRX215.0849.022.419.566.2180波浪mmmmmm第3期表2。管径/铺设水曲率半第一节/第二节/第三节/第四节/in深/m径/m2015001630004860063 000托管架的主体结构以及托辊结构采用空心钢管简化模拟,连接各节的连杆采用型钢，使用通用有限元软件AnsysWorkbench根据托管架图纸建立各节铺设的几何模型，并根据不同的铺设条件将4节托管架调整为铺设时的状态。托管架的主要参数见表3。表3托管架的主要参数参数名称数值第一节长度/m82第二节长度/m56第三节长度/m40第四节长度/m131.5建立铺管船-托管架耦合模型采用AQWA软件模块，将铺管船与托管架耦合建立模型,结果见图4，铺管船与托管架的铰接点示意见图5。铺管船图4铺管船-托管架耦合模型CDB图5托管架上的铰接点示意铺管船的工作吃水范围为7.12 10.7 8 m，由于铺管船的静水力数据不足，因此在根据铺管船型线图建立水动力模型后，在AQWA中对铺管船进行cae ;smucae 苏焕婷，等：基于AQWA的铺管船-托管架耦合模型表2 托管架模型参数(）(）18020180202701316025参数名称可实现曲率半径/m130350最大铺设深度/m3 000铺设管径/in660托管架A29静水力计算，得到铺管船在工作吃水下的排水量、吃水深度和重心高度。铺设开始和结束时的铺管船参数分别见表4和5。表4铺设开始时的铺管船参数23182318181323数值1313018管径/in2016648表5铺设结束时的铺管船参数管径/in排水量/2066 1541666 235665 4544866 414托管架是研究的重点，必须设置托管架的详细信息，如质量、重心位置以及惯性矩等。4种托管架模型的质量点信息见表6,其中1xll分别为绕X、y Vz 轴的转动惯量。表6 AQWA中托管架的质量点信息管径/in质量/I/(kg:m)203 102.00.334 53 109163 081.50.333 31 109483 225.00.240 70 10962.455.70.167 39 1092铺管船-托管架频域分析2.1规则波中的铺管船和托管架频域分析以适用于2 0 in管道的托管架模型为例,以铺设结束时的铺管船状态作为设置参数，船舶吃水8.0 0m,重心高度为2 0.7 0 m,理论船速为0.0 7 m/s,设置海洋水深为150 0 m，采用16%的横摇临界阻尼作为铺管船横摇运动的修正量。波浪输人条件为：幅值1m，周期范围3.8 35s,规则波，共7 9个波浪周期;波浪环绕作用于铺管船，即在0 36 0 范围内每隔45受到1个波浪，共计8 个浪向角。2.1.120in管道铺设时铺管船和托管架频域分析使用AQWA模拟规则波下铺管船-托管架的运动响应，以2 0 in管道为例，铺管船和托管架的运动响应幅值算子(response amplitude operator，RA O)与波浪频率的关系曲线分别见图6 和7。排水量吃水/m781549.3078 2359.31774549.23784149.33吃水/m8.008.008.108.00I.y/(kg m)0.108 35 10 110.107 74 10110.114 82 10110.566 38 10 10http:/重心高度/m20.9617.8221.9321.22重心高度/m20.7016.9921.8421.01I./(kg m)0.106 22 10l10.105 61 101l10.113 60 10110.560 18 1010301.21.0(u/ul)/ovd0.80.60.40.200.2 0.4 0.6 0.8 1.01.21.4 1.6 1.8波浪频率/(rad/s)(a)垂荡353025(u/u)/vd201510500.2 0.4 0.60.8 1.0 1.21.4 1.61.8波浪频率/(rad/s)(a)垂荡对比图6 和7 可知，铺管船和托管架的运动RAO并不相同，在后续时域分析时将铺管船的运动RAO当作托管架运动RAO是不严谨的。因此,采取铺管船-托管架耦合建模的方法是正确的。2.1.216in管道铺设时铺管船频域分析铺设16 in管道时，铺管船吃水仍为8.0 0 m，而重心高度有所下降，为16.99m。改变波浪的频率以减少计算量,其他采用相同的参数设置,铺管船运1.21.0(u/u)/ovd0.80.60.40.200.2 0.4 0.6 0.81.0 1.21.41.6 1.8波浪频率/(rad/s)(a)垂荡2.1.3其他管径管道铺设时托管架频域分析当16、48、6 in管道铺设时，对托管架在各铺设条件下进行水动力分析,托管架垂荡与纵摇RAO结果见图9 11。http:/计算机辅助工程1.81.20浪向角0浪向角1.6一45浪向角45浪向角90浪向角1.4135浪向角1.2180浪向角225浪向角1./OV1.0270浪向角315浪向角图6 2 0 in管道铺设时铺管船运动RAO与波浪频率的关系曲线0.250浪向角45浪向角90浪向角135浪向角180浪向角图7 2 0 in管道铺设时托管架运动RAO与波浪频率的关系曲线0.250浪向角4445浪向角90浪向角+135浪向角180浪尚角(u/.)/ov0.150.100.0500.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(b)横摇图8 16 in管道铺设时铺管船运动RAO与波浪频率的关系曲线动响应也会产生变化。由此可得出结论：对各个不同的托管架采用具体质量信息建立模型的方法是正确的。cae ;smucae 2023年一0浪向角1.045浪向角90浪向角90浪向角135浪向角135浪向角180浪向角0.8225浪向角(u/。270浪向角.)/OV0.60.8315浪向角0.60.40.200.2 0.4 0.6 0.81.01.2 1.41.6 1.8波浪频率/(rad/s)(b)横摇0.200.150.100.0500.2 0.4 0.6 0.81.0 1.2 1.4 1.6 1.8波浪频率/(rad/s)(b)横摇动RA0结果见图8。对比图6 和8 可知，与铺设2 0in管道时铺管船的横摇峰值相比，铺设16 in管道的铺管船横摇峰值为2.0 7 7 8（）/m，幅值增大了25.38%，横摇固有频率也有所增大，但铺管船在垂荡和纵摇自由度上的幅值与固有频率并未发生明显的改变。由此可得出结论：当铺管船吃水一致时,铺管船重心下降会使得船舶横摇运动增大，船舶运动更危险，说明采用铺设结束时的铺管船参数是合适的。1.20浪向角445浪向角0.2090浪向角135浪向角180浪向角(u/.)/Ovy0.60.40.200.2 0.4 0.6 0.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(c)纵摇随着托管架结构、质量、惯性矩的变化，其运180浪向角225浪向角270浪向角315浪向角0.40.200.2 0.4 0.6 0.81.01.21.41.6 1.8波浪频率/(rad/s)(c)纵摇30-0浪向角45浪向角90浪向角+135浪向角(u/。)/O v d180浪向角201510500.2 0.4 0.60.81.0 1.21.4 1.61.8波浪频率/(rad/s)(c)纵摇0浪向角45浪向角1.090浪向角+135浪向角0.8180浪向角0浪向角2545浪向角90浪向角+135浪向角180浪向角第3期(ul/ul)/v15105苏焕婷，等：基于AQWA的铺管船-托管架耦合模型25一0 浪向角45浪向角2090浪向角135浪向角180浪向角31250浪向角+45浪向角2090浪向角-135浪向角180浪向角(ul/.)/ovI1510500.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(a)垂荡图916 in管道铺设时托管架运动RAO与波浪频率的关系曲线20一0 浪向角45浪向角1690浪向角一135浪向角180浪向角(u/ul)/ovd12400.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(b)纵摇18161412(au/.)/ovd10864一0 浪向角+45浪向角90浪向角135浪向角180浪向角00.20.40.60.81.01.2波浪频率/(rad/s)(a)垂荡图10 48 in管道铺设时托管架运动RAO与波浪频率的关系曲线30一0 浪向角45浪向角2590浪向角-135浪向角20180浪向角(u/ul)/ovd1510500.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(a)垂荡图116 in管道铺设时托管架运动RAO与波浪频率的关系曲线2.2不规则波中铺管船和托管架频域分析在规则波条件下，AQWA不能准确求解频域范围内莫里森杆上的拖电力，需要采用不规则波海况并将拖曳力进行线性化处理，以准确求解托管架的运动RAO24。由于AQWA在不规则波下进行频域分析时只能考虑零航速，因此假设铺管船处于自由运动状态，波浪参数与规则波下的设置一致，设置不规则波海况。采用AQWA软件自动求解莫里森杆件的附加质量系数和拖曳力系数5-6 ，船舶的黏性阻尼取无托管架载荷工况的横摇临界阻尼的16%。cae ;smucae 1.41.61.800.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(b)纵摇302520(ul/.)/ov1510500.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(b)纵摇以适用于2 0 in管道铺设的铺管船-托管架组合为例，水深为150 0 m，分析对比0、4590、135、180等5个海况浪向时的频域情况工况设置为不规则波，铺管船船尾刚性连接托管架，铺管船吃水8.0 0 m，重心高度2 0.7 0 m。采用不规则波海况-JONSWAP谱，其参数见表7。2 0 in管道铺设时托管架运动RAO结果见图12。表7 不规则波海况-JONSWAP谱参数有义波高/m谱峰周期/s14.29http:/0浪向角45浪向角90浪向角-135浪向角180浪向角Gamma 值132由于船上没有莫里森杆单元，并且铺管船运动RAO是船舶本身的特性,因此在不规则波与规则波海况下铺管船的运动RAO没有变化。托管架是由莫里森杆单元构成的,因此可以将拖曳力线性化,以更准确地分析其在复杂海况下的运动响应。与规则波下的托管架运动RAO相比，不规则波下的托管架运动RAO幅值明显降低,原因是在不规则波海况下,能够计算托管架上波浪拖电力的影响,使得托管架结构的运动响应更符合真实情况。3铺管船-托管架时域分析以适用于2 0 in管道、铺设水深为150 0 m的托管架模型为例,运用STOKES二阶波理论计算不同工况下托管架的运动响应7-8 ，海况参数见表8 和水深/m75流速/(m/s)1.560表10规则波与不规则波下托管架所受到的最大波浪载荷对比浪向角/最大拖电力规则波/N不规则波/N误差值/%规则波/N不规则波/N误差值/%规则波/N不规则波/N误差值/%02.500685452.341 222902.588 0951353 073 4301803.539 1242253 066 5172702.587 7073152.346 933由时程分析对比可知,在规则波与不规则波下，托管架受到的最大波浪载荷结果相当。大多数情况下是规则波海况时的波浪载荷峰值比不规则波海况计算机辅助工程988F0浪向角一45浪向角790浪向角135浪向角6180浪向角(u/l)/ovd5F432100.20.40.60.81.01.2波浪频率/(rad/s)(a)垂荡图12 2 0 in管道铺设时不规则海况下托管架运动RAO与波浪频率的关系曲线最大波浪力的计算结果见表10。表8 水深150 0 m时的海况参数浪向角/。波高/m有义波高/m周期/s风速/(m/s)00.5450.5902.51353.01803.52253.02702.53150.5表9不同水深下的海流参数0501.5602.497 5320.132.340 3530.042.436 2955.873 140 0442.173 500 4051.093 134 6812.222.436 9885.822 346 2960.032023 年0浪向角7+45浪向角90浪向角6135浪向角(u/)/ovI180浪向角543211.41.61.81.420最大惯性力23 62524 22715 32014 119235 200249 165141 462126 647151 433100565149 912126 293235 198249 17815 87114 119略大，这是因为规则波海况波浪参数取值为定值，而不规则波参数中的有义波高为前1/3大波的平均波高。00.20.40.60.81.01.21.41.61.8波浪频率/(rad/s)(b)纵摇9：工况一为规则波,取波高；工况二为不规则波,取有义波高。不同工况下最大拖电力、最大惯性力与0.50.52.53.03.53.02.50.52003000.8990.7452.557.845.9410.4733.5915.765.9411.044.294.297.548.208.818.207.544.296007000.5620.470最大波浪力2 514 0472.5083922 3389172.3409282.576 1282.491 1853 056 8463 137 7053 525 1743.5027193 043 4043 132.3872.575 7242.491 8492 342 1252.346 8658.08.013.013.915.413.913.08.01 5000.4700.220.093.302.650.642.923.260.20http:/cae ;smucae 第3期为验证AQWA载荷时程的可靠性，采用相同的波浪理论,计算作用在托管架上的波浪载荷,并与仿真结果对比。托管架结构复杂，因此采用单根立柱进行仿真分析并计算其波浪载荷。海况波高/m周期/s拖电力/N惯性力/N拖电力/N惯性力/N拖电力/%惯性力/%0.54.291.05.171.56.022.06.812.57.543.08.20由表11可知，波浪拖曳力的模拟误差较小,但随着波高的增大,误差也在增大。原因是理论计算时立柱的投影面积和排水量都取静水中的数值，未考虑波高变化对立柱投影面积和排水量的影响,因此理论计算时的拖电力偏小。惯性力的误差原因在于采用的波浪加速度为加速度的最大值，可能与实际情况不符，导致理论计算得到的波浪惯性力值较大。综上分析可知，AQWA仿真得到的托管架波浪载荷结果是可靠的。4 结 论使用AQWA软件分析铺管船与托管架在波浪中的水动力性能,计算铺管船与托管架所受到的最参考文献：1高巍，董璐.AnsysAQWA软件入门与提高M.北京：中国水利水电出版社，2 0 18：146.2陈振纬，严宁，蔡倩雯，基于AQWA计算规则波中新型海工船的运动响应C/纪念船舶力学创刊二十周年学术会议论文集.舟山：中国造船工程学会船舶力学学术委员会，2 0 17：2 6 7-2 7 3.3马泽坤。基于AQWA的FPSO拖航安全研究D大连：大连海事大学，2 0 18.4唐文献，高泽，张建，等：基于AQWA的2 种立柱结构的半潜式海洋平台水动力特性研究J舰船科学技术，2 0 17，39（9）：8 2-8 7.5ZAN Y F,YUAN L H.Numerical simulations of dynamic pipeline-vessel response on a deepwater S-laying vesselJ.Processes,2018,6(12):261.D01:10.3390/pr6120261.6罗瑞锋，黄墨宇.托管架/起重机联合工作状态下的起重铺管船水动力性能J中国海洋平台，2 0 2 1，36(6)：37-40.7陈永新，闫宏生，王雄之作业状态下铺管船托管架联合体的水动力性能研究J船舶工程，2 0 16，38（2）：4-8.D0I：10.137 8 8/ki.cbgc.2016.02.004.8XIN Y K,LIU Y X,ZHU G R.Hydrodynamic and circuit simulation and analysis of an integrated wind-wave generator by AQWA andSimulinkJ.Journal of Physics:Conference Series,2021,1939(1):23-25.D0I:10.1088/1742-6596/1939/1/012036.苏焕婷，等：基于AQWA的铺管船-托管架耦合模型表11立柱上的最大波浪力AQWA时域计算最大值理论计算参考值163486563285481 34911 0732.25012.803329114 0364.45115 00333根据式（13)和(14）,采用Stokes二阶波波浪理论,立柱的相关参数为：水上长度5.0 m，水下长度10.0m,外径1.4m,内径1.1m,密度7 8 50 kg/m，拖电力与惯性力系数分别取0.7 5和2.0 0。173524465184891 358105732.21912.326317814.0394.20815921大波浪载荷时程，得到铺管船与托管架的运动RAO,结论如下:(1)当铺管船吃水一致时，铺管船重心下降会使得船舶横摇运动增大，说明采用铺设结束时的铺管船参数是合适的。（2）当托管架结构不变时，随着其质量、惯性矩的变化，运动响应也会产生变化，因此对各个不同的托管架模型采用具体质量信息的方法是正确的。(3)在时程分析中,规则波与不规则波作用下托管架受到的最大拖电力、最大惯性力和最大波浪力结果相当，AQWA软件在进行规则波计算时，已考虑到波浪拖曳力对船舶的影响作用。误差-5.72-7.23-2.880.69-0.684.731.413.873.57-0.025.76-5.76（编辑武晓英）cae ;smucae http:/