一、前言

SESAM （Super Element Structure Analysis Module）是由挪威船级社（DNV-GL）开发的一款有限元分析（FEA）系统，主要用于海洋工程结构的极限强度评估、波浪荷载计算和系泊系统分析等。它由一系列模块/程序组成，以 GeniE、HydroD 和 DeepC 等模块为核心，是海工结构分析领域的标准软件。GeniE、HydroD 和 DeepC 分别是 SESAM 系统的建模及前处理模块、水动力计算模块和深水耦合分析模块。

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SESAM 2017 Overview

DeepC 是 Sesam 系统中的深水耦合分析工具，由 DNV（挪威船级社）和 Marintek（挪威海洋技术研究所）联合开发，主要用于 SPARs、FPSOs、TLPs 或类似类型的含有系泊/立管系统的浮式结构的分析。DeepC 包含三个独立的程序模块：DeepC Concept Modeller、Riflex 和 Simo，它们形成了一个建模、分析与后处理的集成环境。DeepC Concept Modeller 用于创建模型输入、结果后处理等。Riflex 和 Simo 由 Marintek 拥有、开发和维护，它们是 DeepC 的两个分析引擎（求解器），用于执行非线性时域有限元分析。

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二、单位制与容差

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// -----------------------------------------------------------
// Set correct units
DeepCRules.Units.setDatabaseUnits("m","kN","delC"); // DeepC requires SI database units
DeepCRules.Units.setInputUnit(Angle, "deg");
DeepCRules.Units.setInputUnit(Force, "kN");
// -----------------------------------------------------------
// Set the tolerance for how close two points shall be before they are considered to coincide.
DeepCRules.Tolerances.pointTolerance = 0.0001 m;
DeepCRules.Tolerances.useTolerantModelling = true;
// -----------------------------------------------------------

三、环境数据

环境数据（Environment Data）用来描述浮式装置所在位置处的风、浪、流等，是确定环境荷载的必要输入。在 DeepC 中，Environment 文件夹用于定义环境数据，它包含四个子文件夹（Air、Directions、Soil、Water）和一个/多个 Location。风速、主方向、海床属性、波浪谱等是在四个子文件夹内定义的，它们在 Location 下被直接或间接引用，与 Location 下的水深、重力加速度、海水密度等数据一起完整地描述了机位点附加的环境状况。

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在 Air 文件夹下，可以定义描述风的能量密度的两类数据：风剖（wind profiels）和风谱（wind spectrum）。风剖给出了风速大小沿高度的变化规律，风谱可用于计算作用在浮体/系泊上的风荷载。NPD、API 和 Davenport 是 DeepC 中用到的三类风谱，NPD 谱适用于极端风速，API 谱和 Davenport 谱常表征台风条件。在 Directions 文件夹内，可以定义风、浪、流的主方向，方向仅由 Angle（Angle counter clockwise from the x-axis）这一个参数确定。在 Soil 文件夹下，Seabed Properties 用于模拟海床的刚度系数和摩擦系数。在 Water 文件夹下，存在四个子文件夹：Current Profiles、Regular Waves、Spectra 和 Spreading Functions，它们分别用于描述洋流、规则波浪、随机波浪和波浪扩散。

四、浮体模型

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新建浮体与导览器

4.1 定义浮体数据

在 DeepC 中，浮体是由一系列抽象的参数直接定义的，这些参数描述了浮体的特性，包括：浮心、重心、静水恢复刚度、运动传函、波浪力传函等等。通过读取 SIF 文件中的信息，DeepC 可以自动完成部分浮体参数（Vessel Data）的设置，浮体数据可以在 Vessel Data 对话框下的各子页面中进行修改或编辑。值得注意的是，以 Read Vessel Geometry 方式导入的浮体几何并不参与求解计算，仅仅用于可视化。

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Vessel Data

4.2 浮力补偿

在时域耦合分析中，浮体运动将考虑来自锚链的作用力的影响。目前，执行分析前 Simo 假定作用在浮体上的浮力与重力是相等的（大小相等）。由于来自锚链的作用力会将浮体下拉，这就使得浮体的排水体积亦即浮力增加，从而浮力与重力不再相等。为了纠正这一错误，需在浮体的浮心施加一沿 z 轴正向的作用力，作用力的大小为系统质量与浮体浮力的差值。在 DeepC 中，有两种方式来指定浮力补偿：apply the specified force option for the vessel 和 add the force as a static point load for a particular analysis。

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apply the specified force option for the vessel

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add the force as a static point load for a particular analysis

4.3 创建系泊连接点

通常，线对象（锚链、输油管、电缆等）的两端是与浮体和海床连接的。在创建线对象前，需要创建它的两个端点即起点和终点，并设置线对象与端点的连接方式。位于浮体上的线对象端点是在 <vasselname>_Fairleader 文件下定义的，这个端点属于浮体的一部分，会随着浮体一起做刚体运动。其他位置处的线对象端点是在 Structure 文件夹下的 Supports 内定义的，这个端点属于边界条件点，空间位置始终保持不变。

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