薄膜型LNG船液艙晃蕩載荷與結構響應研究.pdf

1、隨著LNG船需求日益增長，LNG船越來越大型化，同時液艙晃蕩問題也愈加引人關注。載液船舶在部分裝載工況下航行，容易引起劇烈晃蕩，晃蕩表現(xiàn)出強非線性特點，產(chǎn)生的砰擊壓力脈沖峰值大，作用時間短，會對艙室的結構帶來危害。本文基于粘性流理論，以流體的連續(xù)方程、N-S方程與結構動力學方程為控制方程，利用動力學軟件ANSYS14.0，研究了氣體體積脈動對晃蕩載荷的影響、液艙晃蕩耦合效應、對艙室圍護結構進行了強度分析以及對泵塔結構上晃蕩載荷的計算方法

2、進行了研究。論文所完成的主要工作如下：
　　1)閱讀大量關于液艙晃蕩問題研究的文獻報告，系統(tǒng)介紹了液艙晃蕩問題所進行的研究的內(nèi)容、方法以及相關結論，對國內(nèi)外晃蕩研究現(xiàn)狀進行較為全面的綜述；
　　2)建立液艙晃蕩的數(shù)學模型，即流體運動基本方程，結構運動方程及邊界條件?？紤]縱向構件與橫向構件對板的力學性能的影響，對彈性模量和板厚進行了等效計算；
　　3)設置氣體密度屬性為理想可壓縮與不可壓縮，分別模擬低裝載與高裝載狀態(tài)下棱

3、形液艙橫蕩運動，通過對比可壓縮氣體與不可壓氣體監(jiān)測點壓強時間歷程，分析了氣泡體積脈動對晃蕩載荷的影響；
　　4)基于動力學軟件ANSYS14.0建立了棱形艙室運動與液體晃蕩雙向耦合數(shù)值模型，通過對比監(jiān)測點壓強時間歷程，分析了不同頻率、不同板厚、不同幅值、不同材質(zhì)對晃蕩載荷的影響及不同監(jiān)測點處壓強變化特點；建立二維矩形液艙模型，將艙壁運動簡化為單質(zhì)點運動，利用紐馬克法，結合形函數(shù)，用VC++語言編寫艙壁變形運動的響應程序，分析柔性艙

4、壁變形對晃蕩壓強的影響；
　　5)提取出70％D裝載時數(shù)值仿真計算得到的最大晃蕩載荷，利用相似定律將數(shù)值模型中晃蕩壓強轉化為實尺寸液艙的晃蕩壓強；利用體單元建立了圍護結構，分析了在均勻靜壓力下、五種不同邊界約束條件下的圍護結構的應力響應、屈曲載荷與失效模式，在此基礎之上，結合流體彈性影響系數(shù)，對圍護結構應力最大值達到失效應力時的載荷進行分析計算；
　　6)簡化泵塔結構，分別模擬無泵塔裝置與有泵塔裝置液艙晃蕩，對比不同深度處晃