前言

第1章  MOSES軟件介紹 1

1.1  MOSES軟件發展歷程及主要功能 1

1.1.1  發展歷程 1

1.1.2  軟件主要功能 3

1.1.3  授權方式和對應功能 8

1.1.4  小結 8

1.2  經典MOSES的簡要介紹 9

1.2.1  經典MOSES的運行 9

1.2.2  經典MOSES軟件界面 13

1.2.3  模型查看與動畫設置 20

1.2.4  前後處理 22

1.2.5  幫助文件與學習資源 24

1.3  MOSES文件繫統與分析流程 26

1.3.1  文件繫統 26

1.3.2  分析流程 28

第2章  基本理論 30

2.1  動力學 30

2.1.1  單自由度運動方程 30

2.1.2  準靜態過程 33

2.2  水動力計算基本理論 33

2.2.1  勢流理論基本假設與水動力

載荷組成 33

2.2.2  切片理法 36

2.2.3  平均波浪力 38

2.2.4  低頻波浪載荷傳遞函數 39

2.2.5  MOSES對於平均漂移力和二次傳遞

函數的處理 40

2.3  環境條件與載荷 42

2.3.1  波浪 42

2.3.2  風與風載荷 50

2.3.3  流 54

2.3.4  設計水位 56

2.3.5  小尺度結構物上的波流載荷 57

2.3.6  靜水力載荷 59

2.3.7  波浪載荷特性與計算理論適用範圍 59

2.3.8  波浪載荷的周期特征 61

2.3.9  低頻波浪載荷 61

2.3.10  高頻波浪載荷 62

2.3.11  大尺度結構物的流載荷 64

2.3.12  MOSES對於環境條件的定義 64

2.4  頻域分析與線性化 65

2.4.1  RAO 65

2.4.2  不規則波作用下的波頻運動響應 65

2.4.3  波頻運動極值估計 65

2.4.4  低頻運動響應統計 66

2.4.5  莫裡森杆件的譜線性化 67

2.5  時域分析與紐馬克β法 68

2.5.1  時域分析 68

2.5.2  紐馬克β法 68

2.6  繫泊分析理論 70

2.6.1  繫泊繫統 70

2.6.2  主要繫泊纜材質與屬性 76

2.6.3  不考慮彈性影響的單一成分纜

懸鏈線方程 78

2.6.4  考慮彈性影響的懸鏈線方程 79

2.6.5  浮體—繫泊繫統耦合分析方法 79

2.6.6  纜繩張力分析方法 80

2.6.7  纜繩動態計算理論 80

2.6.8  MOSES的繫泊分析方法 81

2.6.9  動力定位簡介 81

第3章  MOSES的語言規則 89

3.1  基本語言規則 89

3.1.1  特殊字符 89

3.1.2  命令格式 89

3.1.3  變量聲明 90

3.1.4  輸出設置 90

3.1.5  選擇 91

3.1.6  邏輯運算及判斷 91

3.1.7  數學運算 92

3.1.8  提取數組值 93

3.1.9  循環、中斷以及結束命令 93

3.1.10  宏的定義 93

3.1.11  程序—用戶交互 94

3.1.12  文件操作 97

3.2  基本定義 97

3.2.1  物理量、運行控制及全局參數定義 97

3.2.2  坐標繫繫統 101

3.3  基本模塊常用命令 102

3.3.1  狀態顯示 103

3.3.2  狀態設定 113

3.3.3  壓載 114

3.3.4  平衡計算 118

3.3.5  靜水力計算 119

3.3.6  水動力計算 129

3.3.7  環境條件的定義 134

3.3.8  自定義環境條件數據 137

3.3.9  頻域計算菜單 137

3.3.10  時域計算命令 142

3.3.11  過程後處理菜單 143

3.3.12  力、載荷與載荷定義 146

3.4  常用建模與模型傳遞方法 152

3.4.1  &DESCRIBE 152

3.4.2  模型讀入與修改 159

3.4.3  通過型線建立船體模型 159

3.4.4  通過BLOCK建立模型 167

3.4.5  艙室模型的建立 173

3.4.6  定義點 176

3.4.7  質量模型 177

3.4.8  連接部件類型與對應參數定義 179

3.4.9  連接部件組裝 188

3.4.10  纜繩配置狀態顯示 200

3.4.11  連接部件設計計算 201

3.4.12  風、流、附加阻尼載荷模型 204

3.4.13  ANSYS AP模型的導入 206

3.4.14  SACS模型的導入 211

3.5  數據的後處理 219

3.5.1  圖片 219

3.5.2  通用數據後處理命令 222

3.5.3  輸出、查看與保存數據報告 223

3.5.4  數據處理 224

3.5.5  數據統計 228

3.5.6  數據曲線圖 231

3.5.7  自定義數據輸出 232

第4章  浮態與穩性 237

4.1  浮態與初穩性 237

4.1.1  靜水力計算基本流程 237

4.1.2  船體模型 238

4.1.3  浮態與初穩性結果 239

4.1.4  總縱彎矩/剪力 247

4.2  穩性分析與許用重心高度 249

4.2.1  穩性校核 249

4.2.2  許用重心高度 254

第5章  結構物拖航分析 258

5.1  計算模型的建立 258

5.1.1  基本參數 258

5.1.2  計算模型 264

5.2  浮態計算 276

5.3  穩性校核結果 278

5.4  運動分析結果 280

第6章  結構物弔裝分析 287

6.1  弔裝分析的基本內容與要求 287

6.1.1  說明 287

6.1.2  弔裝設計需要考慮的事項 287

6.1.3  海上結構物弔裝分析的主要

考察因素 288

6.2  弔裝分析模型的建立 289

6.2.1  主要起重船類型 289

6.2.2  起重船和起弔結構物模型建立 292

6.3  起弔與下放 293

6.3.1  靜態過程弔裝計算 293

6.3.2  起弔和下放基本命令 294

6.3.3  MOSES分析案例 296

6.3.4  計算結果 300

第7章  繫泊分析 306

7.1  基本參數 306

7.2  繫泊分析模型的建立 307

7.2.1  船體模型 307

7.2.2  命令運行文件 311

7.3  結果處理 320

7.3.1  繫泊繫統恢復力曲線 321

7.3.2  水動力結果及運動RAO 322

7.3.3  時域統計結果 327

7.4  動力定位 329

7.4.1  基本參數 329

7.4.2  模型文件 330

7.4.3  命令文件 331

7.4.4  結果處理 336

第8章  新版MOSES簡介 341

8.1  新版MOSES的主要功能更新 341

8.2  界面與分析方式的變化 342

8.3  MOSES Executive全新界面 350

8.3.1  Executive界面簡介 350

8.3.2  Executive界面演示 353

8.4  OpenWindPower解決方案 357

8.4.1  海上風機與固定式基礎的耦合

分析 357

8.4.2  浮式風機與基礎耦合分析所面臨的

挑戰 359

8.4.3  OpenWindPower基本分析流程 360

附錄A  命令查詢索引 363

附錄B  VLCC型值 369

參考文獻 370

MOSES軟件是美國Bentley軟件公司旗下專業從事海上結構物安裝與浮體分析的海洋工程分析軟件。MOSES自推出以來受到了廣泛的歡迎，幾十年的海洋工程工業界的實踐證明：MOSES軟件是海洋工程安裝與浮體分析領域一款獨具特色的優秀軟件。

自20世紀90年代中國引進MOSES以來，MOSES已經成為中國海洋工程設計與分析領域的分析工具之一。MOSES本身是一種腳本語言，使用MOSES進行分析需要使用者具備一定的理論基礎和編程能力，加之軟件為全英文、軟件命令內容龐雜等原因，使得該軟件在國內的普及率並不高。

如何使國內用戶和研究人員能夠更好地理解MOSES、使用MOSES是編寫本書的出發點。

本書適合初次使用MOSES的學生、科研人員和工程技術人員，考慮到MOSES內部命令數量較為龐大，本書在編寫過程中忽略了一些不常用的和對專業能力要求較高的命令，重點解釋了MOSES軟件的常用命令及用法並輔以工程實例，力求從更貼近工程應用的層面解讀MOSES軟件。

全書分為8章，主要內容包括：

第1章：MOSES軟件介紹。本章介紹了MOSES軟件的發展歷史、主要功能、軟件運行方式、文件繫統與運行模式。

第2章：基本理論。本章主要介紹基本理論以及MOSES對一些問題的處理方式。

第3章：MOSES的語言規則。本章主要介紹MOSES的基本語言規則、基本定義以及基本模塊常用命令的解釋；介紹了MOSES軟件的常用建模手段及相應方法和數據後處理常用命令。

第4章：浮態與穩性。本章介紹使用MOSES進行浮體浮態計算與穩性校核。

第5章：結構物拖航分析。本章介紹使用MOSES進行結構物拖航計算分析。

第6章：結構物弔裝分析。本章介紹使用MOSES進行結構物弔裝計算分析。

第7章：繫泊分析。本章介紹使用MOSES進行繫泊計算分析，以及MOSES在動力定位分析方面的應用。

第8章：新版MOSES簡介。本章簡要介紹新版MOSES的一些新特點和新功能。

希望初次接觸MOSES軟件的讀者，通過學習本書，能夠從整體上對MOSES的使用有初步的了解，掌握軟件的基本使用方法並具備對一些基本問題的分析能力。

本書在編寫過程中參閱了許多同行專家的著作與科研成果，在此向他們一並表示感謝。

限於編者水平，本書難免存在疏漏與不當之處，懇請讀者提出寶貴意見。

感謝Bentley軟件（北京）有限公司的大力支持。

編 者

2020年6月