LNG荡舱行为的数值模拟

发布时间：2017-03-27 21:17

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【摘要】： LNG是Liquefied Nature Gas的英文缩写,即液化天然气。LNG以高效、清洁、价廉为人们所青睐,世界各国对液化天然气需求不断增加。LNG船是为在-162℃低温度下运输天然气而设计建造的专用船舶,是天然气进行国际间贸易的最重要的运输工具,具有高技术、高危险、高附加值的特点。近年来,随着世界LNG需求量的增加,LNG贸易量急速增长,像集装箱船大型化一样LNG船也正趋于大型化。现已建造的LNG船最大容量达到26.6m~3。 值得注意的是,LNG船在航行中受到外界激励下,会产生LNG液体的流动,就引起晃荡。而晃荡产生的冲击载荷压力使温度上升,会产生危险。随着LNG船的大型化,晃荡引起的危险性更大。若一旦有事故发生,将会给生命财产带来巨大损失。 在我国大型LNG船的自行研制开发已经起步,液舱晃荡的冲击载荷的分析及晃荡的防止是这类船型开发中的亟待解决的关键课题。而在造船界进行液舱晃荡这方面研究的学者并不多。在我国,对于LNG船进行液舱晃荡分析与研究具有非常迫切的要求,因此对LNG船进行晃荡性能研究是十分必要的。 本文基于计算流体力学分析软件FLUENT建立了二维液货舱的流体力学模型,采用三角形非结构化网格、分离式解法中的PISO算法、VOF模型和标准k-ε湍流模型、动网格技术,对晃荡问题进行求解。在给定的船舶运动下进行不同载况、频率、幅值情况下的液舱晃荡分析,并对结果进行比较,分析异同点。
【关键词】：LNG船 晃荡分析 数值模拟 Fluent
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U674.133
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景、目的和意义8-9
• 1.1.1 课题的研究背景8-9
• 1.1.2 课题的研究意义9
• 1.2 液舱晃荡研究现状9-12
• 1.2.1 国内外研究概况9-10
• 1.2.2 液舱晃荡研究方法10-12
• 1.3 本论文的研究内容12-14
• 2 LNG船及液舱晃荡概况14-27
• 2.1 LNG船概况14-25
• 2.1.1 LNG船简介14-15
• 2.1.2 LNG船结构型式及优劣15-20
• 2.1.3 LNG船国内外技术发展现状20-25
• 2.2 液舱晃荡概况25-27
• 2.2.1 晃荡载荷特性25-26
• 2.2.3 防晃方法26-27
• 3 液舱晃荡的理论分析及数值模拟方法27-33
• 3.1 液舱晃荡的理论分析27-29
• 3.1.1 控制方程27-28
• 3.1.2 边界条件28-29
• 3.1.3 初始条件29
• 3.2 晃荡的数值模拟方法29-33
• 3.2.1 自由表面处理方法29-31
• 3.2.2 求解方法31-32
• 3.2.3 UDF32-33
• 4 液舱模型建立及晃荡问题分析33-41
• 4.1 计算流体力学软件 FLUENT33-34
• 4.1.1 FLUENT软件概述33-34
• 4.1.2 FLUENT软件在船舶工程中的应用34
• 4.2 液舱模型建立34-36
• 4.2.1 模型的建立及网格划分34-36
• 4.2.2 参数设置36
• 4.3 液舱晃荡问题分析36-41
• 4.3.1 晃荡的外界激励形式36-37
• 4.3.2 液舱运动激励函数的确定37-39
• 4.3.3 危险晃荡区域确定39-41
• 5 液舱晃荡仿真结果及分析41-51
• 5.1 液舱晃荡液面分析41-43
• 5.2 晃荡压力历程分析43-47
• 5.3 不同参数工况的液舱晃荡分析47-51
• 5.3.1 不同载况的液舱晃荡分析47-48
• 5.3.2 不同频率的液舱晃荡分析48-49
• 5.3.3 不同角度幅值的液舱晃荡分析49-51
• 6 结论与展望51-52
• 参考文献52-54
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况54-55
• 致谢55-56

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 郭宇;LNG船运动与载荷计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 于志浩;中小型LNG船船体强度分析研究[D];大连理工大学;2010年

3 郭文静;晃荡载荷下薄膜型LNG船围护系统结构分析[D];大连理工大学;2010年

4 孙明;带顶部构件的矩形液舱大幅晃荡实验研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 刘艳敏;弹性液舱内液体晃荡特性研究[D];江苏科技大学;2012年

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本文编号：271106