ANSYS-AQWA作为ANSYS船舶与海洋工程行业专用仿真工具，用于计算船舶与海洋工程水动力学性能问题，其功能完备，可满足桅、桁、EPSOs、TLPs、半潜水系统、停泊系统、救生系统等各种海面浮动结构的水动力学设计、分析需求。

AQWA开发成功逾30年，经广泛的用户工程验证，功能完备、计算精度高、界面友好，涵盖一阶、二阶波浪力计算与输出，耐波性，稳性，系泊分析，下水分析，碰撞分析，气隙分析，缆索动力学分析等分析能力。在船舶与海洋工程领域影响广泛，世界四大船级社DNV（挪威船级社），LR（英国劳氏），CCS（中国船级社），ABS（美国船级社）都采用AQWA作为分析和验证的标准程序。

计算结果分析

结合郑和宝船航行路线海洋资料，进行在满载和空载状态下的船体耐波性计算。如表7-17所示，表中，浪向角90°是横浪，浪向角135°是首斜浪，浪向角180°是迎浪。

表7-17　各种工况

由于计算工况数据量大，这里只选定两种典型的数据进行分析，如表7-18所示。

表7-18　计算采用工况

几个典型的工况：

满载工况部分计算结果，如图7-13所示。

满载工况1.1如图（1）所示，船舶航速为0，波高4 m，频率0.6 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角90°。

满载工况1.2如图（2）所示，船舶航速为0，波高4 m，频率0.6 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角135°。

满载工况1.18如图（3）所示，船舶航速为5 kn，波高4 m，频率1 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角180°。

图7-13 满载工况部分计算结果

综合以上数据分析，总结满载工况各状态下横摇、纵摇、垂荡及RAO值最大值情况，如表7-19所示。

表7-19　满载工况计算数据

（续表）

由此可以看出，在风速、流速一定，波浪频率对横摇、纵摇、垂荡影响显著；波浪波高一定，低频时比高频对其船舶运动影响显著，纵摇上响应剧烈。在频率0.6 rad/s情况下，纵摇、垂荡及其RAO数据存在偏大，但符合船舶在规则波中耐波性特征；在频率1 rad/s情况下，横摇、纵摇、垂荡及RAO都符合相类似船舶耐波性特征。在规则波条件下，船舶耐波性计算结果符合实际情况。

空载工况部分计算结果，如图7-14所示。

空载工况1.1如图（1）所示，船舶航速V为0，波高4 m，频率0.6 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角90°。

空载工况1.2如图（2）所示，船舶航速V为0，波高4 m，频率0.6 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角135°。

空载工况1.18如图（3）所示，船舶航速为5 kn，波高4 m，频率1 rad/s，风速8 m/s，流速3 m/s，浪向角180°。

图7-14 空载工况部分计算结果

综合以上数据分析，总结空载工况各状态下横摇、纵摇、垂荡及RAO值最大值情况，如表7-20所示。(www.daowen.com)

表7-20　空载工况计算数据

（续表）

由此可以看出，在风速、流速一定，波浪频率对横摇、纵摇、垂荡影响显著；波浪波高一定，低频时比高频对其船舶运动影响显著，纵摇上响应剧烈。在频率0.6 rad/s情况下，纵摇、垂荡及其RAO数据存在偏大，但符合船舶在规则波中耐波性特征；在频率1 rad/s的情况下，横摇、纵摇、垂荡及RAO都符合相类似船舶耐波性特征。在规则波条件下，船舶耐波性计算结果符合实际情况。

【注释】

[1]齐义泉、施平、毛庆文：《南海海面风速季节特征的卫星遥感分析》，《热带海洋》1996年第1期，第68-73页。

[2]陈顺楠、乔方利、潘增弟、赵伟、万振文：《中国南海东部海域气候特征及风浪流极值参数的研究——LAGFD数值模式群的应用》，《黄渤海海洋》1998年第2期，第6-17页。

[3]刘金芳、俞慕耕、张学宏、赵海青：《北印度洋风浪场特点及最佳航线分析》，《热带海洋》1998年第1期，第17-25页。

[4]王宏明、吴桂涛、杨昺崧：《基于CFD的风帆助航技术效能分析》，《中国造船》2011年第2期，第25-33页。

[5]邓辉、钱翼稷：《空气动力学》，北京航空航天大学出版社，2009。