基于SPH方法的不同类型激励下液舱晃荡冲击载荷特性研究

发布时间：2021-06-23 10:59

　　液舱晃荡现象普遍存在于船舶与海洋工程领域,随着北极航线的开通,越来越多LNG船航行在极地冰区,由于北极地区特殊的自然地理和气候条件,LNG船很容易与海冰发生碰撞,由于碰撞产生的冰阻力会引起船体内部的液舱晃荡,剧烈的晃荡会产生巨大的冲击载荷,对船体的稳定性造成影响,很多事故都是由于晃荡导致的液舱结构破坏所引起的,所以液舱晃荡问题虽然是一个老话题,但依旧值得深入研究。由于液舱晃荡问题具有极强的非线性特征,所以传统的网格方法在处理这一类问题的时候很容易由于网格的大变形而导致模拟的失败,而SPH（光滑粒子流体动力学）方法作为一类无网格方法,计算并不依赖于欧拉网格,而是一群可以自由移动的离散粒子,因此可以方便地对自由液面进行捕捉,非常适合处理液舱晃荡这种自由液面大变形的强非线性问题。本文基于SPH方法,建立了液舱晃荡的数值模型,并对液舱晃荡引起的冲击载荷特性进行对比分析,建立了船冰相互作用的数值模型并对其准确性进行了验证,最后将液舱晃荡与船冰碰撞运动进行耦合,建立了 LNG船与冰碰撞引起的液舱晃荡数值模型,本文具体内容为:首先,本文对SPH方法的基本原理和数值方法进行了简单的介绍;其次,本文基于... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１北极航道示意图??１．２研究目的和意义??

ｖ?＃??图１．１北极航道示意图??１．２研究目的和意义??随着北极航路的逐渐开通，越来越多装载着液化天然气的ＬＮＧ船航行在北极航线??上，这在给世界各国的能源需求者带来便利的同时，也意味着ＬＮＧ船需要承担更高的??风险。目前的北冰洋仍然还处在冰雪的覆盖之下，巴伦支海由于受到暖流的影响，是北??冰洋中水温比较高的海域了，北部地区在冬季时的温度大约在－２５°Ｃ左右，南部比较温??暖，一般可以达到大约－５°Ｃ附近，北部地区夏季温度大约为０°Ｃ左右，而南部地区则可??以达到１０°Ｃ，即便温度相对于北冰洋的其他海域己经算是比较高了，但是在该海区的大??部分海域内仍然存在着结冰现象［６］，至于北冰洋中的其他海区来说，气候条件更加恶劣，??冰封期更长

?ｉ??Ｌ—」Ｊ??图１．４?ＶＯＦ法对二维液舱的模拟［川??Ｌｅｖｅｌ?Ｓｅｔ法是将曲率、法向等自由面条件引入Ｌｅｖｅｌ?Ｓｅｔ函数中来进行自由表面的??５??

【参考文献】：
期刊论文
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[10]冰区船舶时代即将来临[J]. 胡琳琳.  船舶物资与市场. 2009(04)

博士论文
[1]液货船液舱晃荡问题研究[D]. 蔡忠华.上海交通大学 2012

硕士论文
[1]输水工程冰力学模型试验及数值模拟[D]. 李大冉.天津大学 2009



本文编号：3244814