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1OrcaFlex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。1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。1.1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（ModelBrowser），显示模型树。21.2环境参数设置双击Environment按钮打开环境参数设置界面。1.2.1Sea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01.2E-615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。OrcaFlexcalculatesReynoldsnumberinordertocalculatedragandliftcoefficients1.2.2SeaDensity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。31.2.3SeaBed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）1800m98.3deg4.04deg1350KN/m/m2线性1.2.4Waves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270deg9m11.8s0Stokes’5th41.2.5Current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）00.981000.873500.785000.4910000.3817500.421800051.2.6Wind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。1.3有限元模型创建1.3.1浮体模型创建点击工具栏中的浮体按钮（NewVessel），在主界面中一点，建立初步浮体模型。此时将会发现模型树（ModelBrowser）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。61.3.1.1双击VesselType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（tem2）重心（m）88100005e5，7e6，7e60,0,27.1（2）DisplacementRAOs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7好输入文件，通过importRAOs按钮直接导入，并且可以通过CheckRAOs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30.00697-1145.86E-15851.40E-05-33.50.0097654.70E-1282.50E-05-11040.01171297.31E-111300.0006181714.50.0283-936.60E-101000.00411250.0395-972.47E-09-730.0034115.250.0309-1051.07E-08-780.00277-655.50.00761-1502.77E-08-410.003071615.750.0259845.06E-08-350.016516760.0714664.15E-08-550.02991796.250.128676.17E-08-850.0379-1706.50.175709.15E-08-960.038-1606.750.211723.93E-08-990.0311-15570.235741.62E-07920.0211-1557.250.246764.88E-071000.0112-1637.50.243788.31E-071090.0031915980.208811.31E-061310.014978.50.147831.00E-061660.0417-1490.0698863.98E-07-1370.0832-229.50.0152-849.99E-071140.139-25100.096-863.79E-061320.208-2510.50.168-865.79E-061460.283-22110.232-866.73E-061570.356-1811.50.291-876.84E-061660.418-14120.345-876.48E-061730.468-1112.50.395-885.92E-061780.505-8130.441-885.33E-06-1790.533-513.50.483-884.76E-06-1780.554-4自由浪向8140.523-894.21E-06-1780.571-314.50.559-893.71E-06-1790.585-2150.592-893.24E-061800.596-1160.652-892.41E-061750.612-1170.704-892.24E-061700.620180.749-902.10E-061620.6170190.79-901.98E-061530.6-1200.827-901.90E-061410.552-220.50.844-901.90E-061340.505-4210.861-902.02E-061280.428-921.50.877-902.61E-061270.35-3421.750.885-903.27E-061330.429-57220.893-903.95E-061480.686-6622.250.901-893.81E-061691.03-5822.50.907-892.37E-06-1671.33-4322.750.914-905.18E-07-1481.47-28230.921-905.78E-07571.45-1623.50.937-909.84E-07641.27-5240.952-901.15E-06561.14-224.50.967-906.81E-07421.070250.981-901.35E-101221.030（3）LoadRAOs和WaveDrift载荷响应数据内部参数设置和二阶慢漂数据设置类似于DisplacementRAOs，具体参数设置如下图所示。9（4）水动力系数水动力系数主要包括附加质量系数、刚度、阻尼系数等。一般设置水动力系数为定常的，不随频率而变化。具体参数设置如下面表格和图所示。水动力系数计算方法静水力刚度（HydrostaticStiffness）附加质量（addedMass）阻尼系数(Damping)平衡位置(EquilibriumPosition)常量如图所示如图所示如图所示0,0,0（5）Drawing10通过设置不同点的坐标（Vertices一栏）和相对位置以及不同点之间的连接顺序（Edges一栏），可以勾勒出顶部浮体的基本轮廓形状（Preview）。具体如下图和表所示。点坐标（Vertices）边界（Edges）NO.坐标起始点终止点134.59,33,41122-32.41,33,41233-32.41，-33,4134……………………23-43，-14,019232445，-14,020241.3.1.2双击Vessel按钮打开浮体参数设置界面（1）初始位置（InitialPosition）设定浮体的形心在总体坐标系中的初始位置，并控制浮体的偏移，包括三个11平动位移和三个转动角度，具体如下面表格和图所示。位置与偏移方位0,-90，-23横倾纵倾艏向000（2）Calculation确定浮体静态分析时的初始状态，如考虑自由度数、是否有运动速度等，总体强度分析一本采取默认设置。1.3.2管线模型的创建点击工具栏中的NewLine按钮，初步建立管线模型，此时模型树（ModelBrowser）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。121.3.2.1双击LineType按钮打开管线类型参数设置截面（1）Category设置管线的材料属性，是一般钢材还是各项均匀同性管，通常都是选择一般钢材。（2）Geometry&Mass设置管线的几何属性，主要包括管线的内外径、壁厚、单位长度的重量，具体参数如下面表格格和图所示。名称外径（m）内径（m）单位长度质量（te/m）柔性节点段0.3320.2290.2VIV抑制装置段0.3300.2290.168裸管段0.2790.2290.14TDP段0.2790.2990.1413海底段0.2790.2290.14楔形应力节点内部设置0.229-防护装置段0.3320.2290.171（3）Coating&Lining设定管线外部保温层、防腐层的厚度、密度等参数。如防腐层的厚度为3mm，材料密度为900kg/m3。（4）Structure设置管线的弯曲刚度、轴线刚度、扭转刚度、泊松比等，可以自己利用公式计算，也可以利用软件自动进行计算。集体参数如下面表格和图所示，其中~表示与前一栏中数值相同。名称弯曲刚度（KNm2）轴向刚度（KN）扭转刚度（KNm2）泊松比柔性节点段29.41e33.712e622.745e30.3VIV抑制装置段29.41e33.712e622.745e30.3裸管段29.41e33.712e622.745e30.3TDP段29.41e33.712e622.745e30.3海底段29.41e33.712e622.745e30.3楔形应力节点内部设置内部设置内部设置0.3防护装置段29.41e33.712e622.745e30.314（5）管线水动力系数主要包括管线的拖曳力系数、升力系数和附加质量系数等，一般这些系数都是根据经验或者实验给出，具体设置如下面表格和图所示，其中~表示与前一栏中数值相同。名称拖曳力系数升力系数附加质量系数柔性节点段101VIV抑制装置段21.22裸管段111TDP段10.81海底段10.61楔形应力节点101防护装置段21.52（6）Contact接触外径，如果管线没有浮力块，不考虑碰扰计算时，可设