基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析及应用

发布时间：2017-05-22 18:38

  本文关键词：基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文全面概述了液舱晃荡的工程背景和国内外液体晃荡研究方法进展;针对传统VOF数值方法模拟棱形液舱晃荡在处理复杂边界时计算效率低下、收敛性差的问题,采用部分单元参数法对其进行改进,并对棱形液舱模型在不同充装水平、不同横摇激励周期条件下进行数值模拟,计算了舱内自由液面运动历程和复杂舱壁附近各点冲击压力历程,并与实验结果进行了比较,得到与实验结果相一致的结论;同时通过网格敏感性分析,也证明了改进的VOF方法有良好的收敛性;最后,采用Morison方程对LNG液舱泵塔晃荡载荷进行计算分析。 本文主要研究工作内容如下: 1、采用部分单元参数概念,对传统的VOF方法进行改进,使得改进VOF法能够处理边舱斜板等复杂的棱形液舱边界; 2、采用一种新的网格自由表面速度边界处理方法,解决了改进VOF法在处理复杂边界时候的不稳定性; 3、采用Morison方程,利用改进VOF法晃荡运动计算结果,对LNG泵塔结构晃荡载荷和强度进行分析。
【关键词】：VOF法 液体晃荡 部分单元参数 棱形液舱 LNG泵塔
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U661
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-31
• 1.1 背景9-10
• 1.2 液舱晃荡特点10-14
• 1.2.1 液舱四种晃荡运动10-13
• 1.2.2 液货舱中液晃产生的压力13-14
• 1.3 晃荡问题数值方法14-21
• 1.3.1 控制方程的离散方法14-18
• 1.3.2 跟踪自由表面的方法18-21
• 1.4 常用计算液舱晃荡软件比较21-23
• 1.5 液舱晃荡实验23-29
• 1.5.1 实验相似定律24-25
• 1.5.2 实验设备25-26
• 1.5.3 主要实验工作26-29
• 1.6 本文主要工作29-31
• 第二章 改进VOF 法以及数值实现31-43
• 2.1 传统的VOF 法模型32-34
• 2.2 控制方程改进34-35
• 2.3 控制方程离散方法35-37
• 2.4 一种新的网格自由表面边界速度条件37-38
• 2.5 自由表面追踪38-39
• 2.6 自由表面形状的构造39-40
• 2.7 数值程序流程40-42
• 2.8 本章小结42-43
• 第三章 计算结果分析及实验对比43-60
• 3.1 目标液舱模型计算分析43-49
• 3.2 实验模型数值计算对比49-59
• 3.3 本章小结59-60
• 第四章 LNG 液舱泵塔晃荡载荷分析60-79
• 4.1 LNG 船泵塔结构60-62
• 4.2 泵塔晃荡载荷62-73
• 4.2.1 船舶运动极值63-64
• 4.2.2 Morison 力64-73
• 4.3 应力结果分析73-78
• 4.4 本章小结78-79
• 第五章 总结与展望79-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-86
• 攻读学位期间发表的学术论文目录86-88

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 庄志鹏;刘俊;唐文勇;;薄膜型LNG船晃荡冲击局部强度分析建模方法研究[J];船舶工程;2011年03期

2 陆志妹;范佘明;;船舶液舱晃荡研究进展[J];上海造船;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 朱小松;粒子法的并行加速及在液体晃荡研究中的应用[D];大连理工大学;2011年

2 蔡忠华;液货船液舱晃荡问题研究[D];上海交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 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

2 高建辉;基于API规范的LNG船液舱泵塔结构强度评估方法研究[D];上海交通大学;2011年

3 王全;基于CIP类方法的液舱晃荡数值模拟研究与应用[D];江苏科技大学;2011年

4 洪亮;基于势流理论的船体运动与液舱晃荡耦合的数值模拟与应用[D];上海交通大学;2012年

5 侯玲;液舱晃荡与弹性防晃结构的相互耦合作用研究[D];江苏科技大学;2010年

6 佟姝茜;面向FLNG液舱设计的晃荡荷载分析[D];大连理工大学;2012年

7 胡天威;FLNG运动仿真及其子结构响应研究[D];大连理工大学;2012年

8 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

9 龚国毅;基于VOF和浸入边界法的液舱晃荡的数值模拟[D];华南理工大学;2013年

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本文编号：386544