储罐液体晃荡与弹性防晃结构的流固耦合作用特性分析

发布时间：2020-03-23 04:08

【摘要】：随着对海洋资源的开发和利用,海洋运输的安全性也引起了人们的广泛关注。储罐运输的过程中,在外界激励的作用下,罐内液体会产生晃荡,对罐壁产生较大的砰击压力,严重时会造成储罐的损坏、液体的泄漏,对海洋造成污染。本文基于粘流理论并借助CFD软件ANSYS16.0对储罐液体晃荡与防晃结构的流固耦合作用进行分析,论文的主要内容和成果如下:(1)简要的介绍了液体晃荡问题,对国内外关于液体晃荡与结构的流固耦合作用的研究现状进行了比较全面的回顾和总结。(2)基于水动力学理论和结构动力学理论,建立储罐液体晃荡与防晃结构相互作用的流固耦合数学模型,阐述了求解模型的不可压缩的连续性方程与N-S方程,以及自由液面、壁面边界条件等。(3)对矩形液舱晃荡进行数值模拟计算。计算结果与实验结果进行比较,验证数值模拟方法的可行性与有效性。(4)建立储罐液体晃荡模型,分析在不同装载高度下,改变防晃结构的高度对储罐液体晃荡的影响,主要分析储罐壁面测压点的压力和自由液面的变化情况。发现防晃结构的高度越高防晃效果越明显,当防晃挡板高度与液深比值为0.68时,储罐液体自由液面变化十分平缓。并且防晃挡板的防晃效果与挡板和储罐装载的相对高度也有密切关系。(5)对储罐在不同外界激励作用下的晃荡进行了数值模拟,主要改变外界激励的频率和幅值,发现随着外界激励的变化,防晃结构均可以起到很好的抑制液体晃荡的作用。(6)通过改变储罐内部防晃结构的形式,对储罐液体晃荡进行了数值模拟,发现防晃结构的弹性越大防晃效果越好,改变防晃结构的宽度没有改变高度对储罐液体晃荡的影响大,防晃结构的形状对储罐液体晃荡的影响与储罐的装载高度有关。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U663.85

【参考文献】

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1 卫志军;张文首;王安良;董玉山;胡方源;岳前进;;基于SPH方法的二维矩形舱液体晃荡数值研究[J];大连理工大学学报;2014年06期

2 周上然;朱仁庆;;弹性液舱液体晃荡数值模拟[J];江苏船舶;2014年04期

3 陈星;蒋梅荣;;三维矩形弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究[J];船海工程;2013年05期

4 朱小松;滕斌;吕林;宁德志;程亮;;液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析[J];水道港口;2011年04期

5 王佳栋;周叮;刘伟庆;;水平激励下带环形刚性隔板圆柱形储液罐中流体的晃动响应[J];力学季刊;2011年02期

6 管延敏;叶恒奎;陈庆任;冯大奎;;三维带挡板箱体液体晃荡数值模拟[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年04期

7 王佳栋;周叮;刘伟庆;;带环形隔板圆柱形储液罐中液体晃动的解析研究[J];振动与冲击;2010年02期

8 沈猛;王刚;唐文勇;;基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析[J];中国造船;2009年01期

9 朱仁庆,吴有生;液舱内流体晃荡特性数值研究[J];中国造船;2002年02期

10 刘延柱;关于充液刚体的动力学方程[J];上海力学;1987年03期

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本文编号：2596154