确实好后，就可以编写DAT文件。文件最重要的部分是各个系泊点的三维坐标，以及8根系泊缆绳的首尾系泊点[34]。

系泊系统的设置完成之后，将设置好的程序导入AQWA计算即可。

第三章  基本理论

3.1 引言

AQWA软件在计算水动力方面应用广泛。加上海运，河运的发展，码头系泊的问题更加普遍。除了传统的船模试验方法，利用AQWA软件对其进行数值模拟计算水动力性能正越来越得到研究者的关注。三维势流理论是AQWA软件的理论基础。

3.2表面波理论

3.2.1表面波的基本方程和边界条件

表面波问题是一个理想化的问题，实际的流体都是存在粘性的，但是为了简化问题、更有利于问题的解决，我们做了如下假定[35]：

（1）流体不可压缩，即密度是一个常数;

   （2）流体没有粘性;

   （3）流体是无旋的。

    做出这些假定之后，根据流体力学的相关知识可以知道，不可压缩流体做无旋运动，会存在速度势 ，自然而然地速度势应该满足拉普拉斯方程: 

对上述方程求解，得到的是带有常数的函数，也就是说解不唯一，这显然不符合实际情况。还需要把边界条件考虑进去，求出常数为一具体值。如果流体是非定常流体，还要将初始条件考虑进来。

理想流体具有不可穿透性，流体的速度和壁面的速度在法向的投影相同，所以应该满足以下条件 [36]:

特别地，当 是一固定值时，底面条件就可进一步简化为:

另一方面，流体还要满足运动学条件:

 不仅仅随着时间而改变，而且还随着坐标的变化而变化。

进一步做假设：当压力是一个常数时，假定在自由液面处水压为常数，动力学可以进一步简化为：

                                   (3.5)

这里，水压不仅仅是常数，而且等于大气压。

以上的方法是展开简化的思想。流体问题大多是非线性问题，解决这类问题比较难以下手。所以将复杂的非线性问题转化为多个线性问题来求解，这样就方便了许多。

3.2.2波浪理论

对于波浪理论前人做出了很多贡献，提出了很多相关理论。普遍使用的是有限振幅波理论。本文使用的软件也是基于这一理论来进行水动力的计算 [37]。下面介绍有限振幅理论。

有限振幅理论是由斯托克斯提出的，该理论基于一个假设，即速度势函数 和自由面升高 与无因次参数 满足以下两个式子：

也就是假设速度势函数是无因次参数的幂级数；同样，自由面升高也是无因次参数的幂级数。

无因次参数 这样定义：

                                                       (3.8)

上式子各个物理量的含义如下： 是波幅； 是波长； 是波数。解上述的式子，可以得到一阶和二阶解。表3.1给出了具体的结果。

表3.1方程的解

Tab.3.1 Solutions of the equation

方程的解 速度势 、自由面升高 

一阶解

二阶解

其中， 是复数中的虚数； 是波浪圆频率； 是入射波角度； 表示相位角； 表示波数； 表示水深。

真实的工况下波浪的方程都是非线性的，要想对其进行研究，目前采取的方法就是将非线性的转化为多个线性的，用这种方法来模拟波浪运动。至于转化为一阶二阶甚至三阶则取决于精度要求[39]。不规则波可以展开为: ANSYS-AQWA风浪流作用下船舶码头系泊水动力性能分析(5):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206622.html