液舱
- 新型DBA隔板结构下LNG储罐液体晃荡的数值研究
究中的热门问题。液舱晃荡是指部分充满液体的液舱在受到外部激励时，舱内具有自由表面的液体发生剧烈运动的一种现象。当外界激励频率接近液舱的固有频率或者激励振幅较大时，会引起舱内液体发生剧烈晃荡，其产生的冲击压力可能会损坏储罐舱壁，对经济、环境和安全产生不利的影响[1]。因此，提出一种有效的制荡结构对海上作业以及运输安全具有重要意义。在理论分析方面，Faltinsen 等[2]使用多模态方法（Multimodal Method）建立了矩形液舱中晃荡问题的非线性解
船舶力学 2023年10期2023-10-25
- 不同型式液舱晃荡压力对比分析
引 言船舶上的液舱一般是为了专门储存和运输液体货物而设的舱室，随着船舶尺寸的日趋大型化，液舱尺寸也逐渐增大。当船舶液舱内部分装载液体时，液体会在舱内晃荡，加上液舱在航行过程中由于各种环境载荷的作用产生摇晃、升沉等运动，在舱内结构上产生冲击压力，这种冲击压力一般来说作用时间较短，数值较大[1-3]。在航行中液体晃荡而使油轮丧失稳性或局部结构损坏的事例曾多次发生，甚至有的酿成重大翻船事故，造成严重的生命和财产损失及环境问题。因此晃荡引起的载荷与效应已成为航行
舰船科学技术 2023年12期2023-07-22
- 爆炸载荷下多胞元液舱结构的防护效能研究
常采用包含空舱、液舱的多舱防护结构[5](如图1所示)，其中液舱主要用于抵御高速破片的侵彻，但同时也会受到爆轰产物和爆炸冲击波的作用。因此，研究爆炸冲击载荷作用下液舱结构的变形，探索新型液舱结构形式，具有重要的工程应用价值。图1 多舱防护结构Fig.1 Fully liquid-filled liquid cabin model液舱结构受到的冲击载荷大体可分为两类，一类为高速破片类局部点冲击载荷，其特征是分布范围小(仅分布于弹体接触区)、撞击压力大(速度为
振动与冲击 2023年2期2023-01-31
- 薄膜型围护系统市场需求分析研究
基本类型：整体型液舱、薄膜型液舱、半薄膜型液舱、内部绝热型液舱以及独立型液舱（A、B、C型）。表2 全球LNG产能项目情况图3 全球大型LNG船新建需求不同液货围护系统的主要特点1、整体型液舱整体型液舱是船体结构构成的一部分，可在大气条件下或近于大气条件下装运丁烷等货物，其装卸设备与普通油船相似。2、薄膜型液舱薄膜型液舱为非自身承重的液货舱，液舱的金属膜需使用耐低温、耐腐蚀、有液密性及气密性的材料，例如36%的镍钢。采用薄膜型液舱的液化气船，其船体设计与油
船舶经济贸易 2022年12期2023-01-10
- 加注过程液舱晃荡与运动耦合试验与数值模拟研究
00)0 引言当液舱部分装载时会在外界激励下引起液舱晃荡，严重时会影响船舶的航运和作业安全，文献[1]中记载了因液舱晃荡损坏船体的案例，因此研究加注下的液舱晃荡这一复杂耦合问题具有重要意义。针对该问题可以通过数值模拟进行定性或定量研究，同时结合试验进行实际研究。目前有关加注的研究主要有：张乾等分析了加注速度和液舱内油气蒸发速率之间的关系；袁世杰等探究了强迫晃荡过程中加注速度与加注管背压及油品运动的关系；陈欣欣对不同参数(加注速度和加注角度)下的淹没射流进行
江苏船舶 2022年4期2022-10-10
- 基于CFD的液舱晃荡与船舶耦合运动数值模拟
引言载液船舶在液舱不满载时其液舱内部产生自由液面，遭受到外部波浪激励后产生液舱晃荡，而液舱内液体的晃荡会进一步影响船舶的运动。对于这种耦合运动，国内外学者在20世纪就开展了研究。MIKELIS等运用试验研究液舱晃荡与船舶耦合运动问题。FRANCESCUTTO等开展了载液船舶的横摇运动试验，研究船舶横摇运动对液舱晃荡的影响。NASAR等对规则波激励下的50%载液率的驳船进行试验研究，分析液舱晃荡现象。NAM等对规则波作用下的带有2个液舱的LNG-FPSO模
江苏船舶 2022年3期2022-08-17
- 外部激励对刚弹性液舱晃荡影响的数值模拟
航行过程中引起的液舱晃荡问题一直以来都备受关注。强非线性以及随机性使得液舱晃荡一直是流体力学领域极具挑战的研究课题之一。对液舱晃荡引起的晃荡载荷、结构响应以及两者耦合效应的研究是保证船舶航行的重要依据,也为载液船液舱设计提供了参考价值。目前液舱晃荡的研究主要集中在理论分析,试验研究以及数值模拟3 种途径。最早源于ABRAMSON[1]对线性势流理论方面的总结,随后FALTINSEN[2]采用非线性势流理论对水平激励作用下的矩形液舱晃荡进行了探究。相比理论分
青岛科技大学学报（自然科学版） 2022年4期2022-07-27
- 含液位置对蓄液结构抗侵彻性能影响研究
重点[1-2].液舱在弹体及破片的侵彻下会产生局部高压，引发水锤效应，进而会对液舱结构造成严重整体变形及毁伤[3]，严重威胁液舱及其服役结构的使用安全.因此弹体撞击条件下液舱内的水锤效应及其毁伤机理日渐成为研究热点.近年来，国内外的学者在关于水锤效应对液舱结构的影响方面进行了较为深入研究.文献[4]通过不同弹头形状的弹体撞击前后面板为铝合金充水容器的实验研究，结果表明弹头系数越大，壁板的变形越大.文献[5]通过在充液容器内部填充蜂窝结构的流固耦合实验中发现
江苏科技大学学报(自然科学版) 2022年2期2022-07-11
- 非规则激励下浅水液舱晃荡数值模拟
求不断增加，船舶液舱晃荡现象逐渐成为研究热点.Faltinsen[1]采用解析、数值,以及实验方法对液舱晃荡运动问题进行了系统研究.Ebrahimian等[2]采用边界元方法确定带有挡板的轴对称容器中对称和非对称晃荡固有频率和振型.Cho等[3]运用有限元方法(FEM)，计算分析了在不同充液率和激励振幅时二维液舱晃荡运动，并将数值计算结果与线性理论计算结果进行了比较.Wu等[4]基于二维Navier-Stokes方程运用有限差分法(FDM)，研究在纵荡和横
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2022年3期2022-07-11
- 水下作业平台的节能型零速定深控制系统设计研究*
台采用向内部专用液舱进行注排水的方式，从而改变作业平台的重力与浮力平衡关系，使得作业平台悬停在水下一定深度范围内。作业平台内部专用液舱与舷外之间的注排水一般采用“泵排自注”方式，即利用舷外海水压力实现舷外海水自流注入液舱，利用排水泵将液舱内的海水排出舷外。但是，随着作业平台水下工作深度的增加，舷外海水压力随之增加，将导致排水泵承受的排水背压增大，从而增加了排水泵耗电量，同时，在作业平台与舷外之间的巨大压力差作用下，还会导致内部专用液舱自流注水噪声和排水泵噪
舰船电子工程 2022年12期2022-03-17
- 波浪上船体与液舱晃荡耦合的非线性时域模拟
题，但其忽略内部液舱晃荡的非线性影响。Santos等[3-4]研究了随机波浪中破损船舶时域运动的数值方法，Newman[5]开发了WAMIT用于计算线性化的波浪中液舱晃荡与船体耦合运动。Kim等[6]采用脉冲响应函数法求解线性的船舶时域运动，对非线性液舱晃荡采用有限差分法进行模拟。Tang等[7]计算了时延函数对运动的影响。Spanos和Papanikolaou[8]，Liu和Papanikolaou[9]应用频域零航速自由面格林函数考虑航速修正，在瞬时湿
哈尔滨工程大学学报 2022年2期2022-03-11
- 横摇运动下养殖工船多液舱流场特性数值分析
陆续展开，其中，液舱晃荡是海洋工程领域中备受关注的热点问题[4-6]。相关研究关注了液舱晃荡对舱体结构的冲击及疲劳影响[7-9]，较少有关于舱内水体流场特性的研究报道。养殖工船在风浪中的摇摆运动使得养殖舱内的水体发生剧烈运动，养殖舱内物理环境指标通常主要考虑水体流速及光照情况，而适养流速一般与鱼体长度有关，如体长在20 cm以上的大黄鱼，养殖舱内水体流速在0.6 m/s以下时对其影响较小。舱内适渔性问题，有学者研究了液舱晃荡对养殖工船适渔性的影响[10-1
船海工程 2021年6期2021-12-17
- 双浮板液舱晃荡特性的数值研究
570228)液舱晃荡是载液舱在外界激励下，在部分载液率的条件下，舱内自由液面产生的剧烈波动现象。当外界激励频率接近于载液舱内自由液面的固有频率时，特别是接近于一阶固有频率时，晃荡变得尤为剧烈，巨大的冲击载荷作用于舱壁和舱顶，往往会引起局部结构的破坏，甚至会引起整个舱体的失稳。近些年，液舱晃荡一直是工程界和学术界的研究热点，如何有效地抑制液舱晃荡也成为近几年的研究难点。液舱晃荡的研究方法主要包括：理论分析、数值模拟和模型试验。除了带有少量解析解[1]的情
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 高速弹体侵彻液舱试验研究
引 言高速弹体对液舱结构的撞击以及侵彻过程可能会对结构造成灾难性的损伤。弹体在侵彻初始阶段撞击液舱，一部分动能被传递至舱内流体并产生高强度冲击波，对液舱结构造成破坏；同时弹体在液体中持续运动所形成的空泡在溃灭后也会产生空化载荷，从而造成液舱的二次损伤。这一完整侵彻过程被称为“水锤效应”（hydrodynamic ram）[1-2]。另一方面，由于液体对弹体冲击作用具有明显的耗能效应，液舱结构可被用于抵抗高速弹体或破片的冲击作用，这一原理在舰船舷侧多层防护结
船舶力学 2021年7期2021-08-17
- 基于晃荡载荷的液舱结构强度研究
标船具有多个大型液舱，在航行过程中，不可避免地会存在液货部分装载的情况，当船体在波浪中运动时，液舱本身的运动会对舱内流体产生很大的激励，特别是当激励频率与液舱内液体运动的固有频率相接近时，舱内流体将发生剧烈的晃荡运动，从而对液舱结构产生严重的冲击，甚至可能酿成重大事故，造成严重的生命和财产损失及环境问题。因此晃荡引起的载荷与效应己成为该船安全性评估的重要内容之一。本文基于晃荡模型试验方法、结构数值分析安全性评估技术，结合目标船运动特点和典型装载工况，确定了
舰船科学技术 2021年1期2021-03-09
- 三维菱形液舱剧烈晃荡和共振频率数值研究
稳定性，甚至破坏液舱的围栏系统，导致沉船事故.因此，研究晃荡现象和预报晃荡砰击载荷对液舱结构设计和船舶的安全运营至关重要.在过去，模型实验[1]和解析半解析方法[2]是船舶液舱晃荡研究的常用手段.然而，模型实验费用昂贵、条件苛刻(如低温)，解析方法局限于简单几何形状液舱中的晃荡问题. 随着计算机技术的飞速发展，数值方法处理晃荡问题显示出较大的优越性，可以克服解析方法无法解决的困难，诸如液面大变形、摇荡运动影响等.与费用昂贵、时间较长的模型实验相比，数值模拟
上海交通大学学报 2021年2期2021-03-02
- 液舱在弹性支撑下的晃荡载荷试验研究
构形式，LNG 液舱有三种类型：MOSS 型、Membrane 型及SPB 型。MOSS 型及Membrane 型LNG 船的液舱固连在船内底上，而SPB型液舱则采用自撑式结构，即整个液舱置于弹性支座上，而弹性支座固连在船内底上。因此，研究SPB型液舱在晃荡过程中其弹性支撑效应对晃荡载荷的影响具有重要的工程意义。对于自撑式结构的SPB 型液舱，目前的文献很少涉及到考虑弹性支撑效应的晃荡模型试验研究。但是，对于刚性支撑的液舱，尤其是薄膜型液舱，在其晃荡压力的
船舶力学 2021年1期2021-01-29
- LNG双燃料大型汽车滚装船液舱晃荡与船舶运动耦合分析
要内容之一，大型液舱的晃荡甚至可能危害到结构安全，因此LNG液罐的设计必须考虑到任何可能发生的装载高度下的晃荡载荷。本文对船舶在波浪上运动和液舱液体晃荡，采用了势流理论方法求解，舱内液体非线性晃荡采用时域法计算，建立在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的运动方程，就7 500 PCTC双燃料汽车滚装船加载LNG液舱在不同工况下液舱流体晃荡及其与船体运动耦合分别进行了计算模拟与验证研究。研究中发现，当不出现液面破碎等强非线性现象时，非线性时域边界元法能够给出较好的
机电设备 2020年5期2020-10-23
- 多液舱晃荡与养殖工船时域耦合运动的数值模拟
并汲取海水至养殖液舱。但液舱晃荡产生的晃荡力作用于船体，可能会加剧船体运动，使船舶安全性面临更大的挑战。因此，在设计阶段对液舱晃荡与船体运动的耦合作用进行充分论证，是确保养殖工船安全性的关键。目前，国内外许多学者针对液舱晃荡与船体时域耦合运动展开了研究。其中，液舱晃荡的模拟方法主要有2 类：非线性势流方法[4]和黏流方法[5]。船体运动预报主要基于势流理论，采用脉冲响应函数（IRF）法。船体运动预报和液舱晃荡模拟分别采用势流和黏流的方法，简称为势流—黏流耦
中国舰船研究 2020年1期2020-06-03
- 潜艇内部液舱对声目标强度的影响分析
关研究较少。内部液舱主要位于潜艇耐压壳体内部，其分布范围较广、形式多样，对于潜艇水液储存、上浮下潜、平衡压载起着重要作用。机理分析认为，潜艇是一个具有多亮点分布的复杂扩展体目标，目标各部件散射声场在不同空间叠加，引起回声相位变化，并导致目标强度测量值出现波动，给潜艇测试结果带来影响。本文拟基于典型潜艇内部液舱的布置和结构形式，利用物理声学数值计算方法，重点分析位于耐压体中心线附近、底部和艉部3 种典型液舱在正横方向的影响及原因，并对其优化方案的控制效果进行
中国舰船研究 2019年6期2020-01-10
- 液舱建模方法对深水半潜式平台总体强度评估的影响*
。平台作业过程中液舱内的自由液面会由于平台的运动而产生水动力效应，目前在对平台进行总体强度评估时主要采用质量点或液舱模型来模拟。为简化起见，工程上可将液舱内液体的重量用耦合质量点单元进行模拟，不考虑液舱内液体在平台运动时对舱壁产生的水动压力。文献[2]采用液舱模型对半潜式平台进行了总体强度分析；文献[3]考虑液舱内水动力的影响，对全动态模拟方法进行了介绍，并以某驳船为例对液舱模型准静态方法和全动态模拟方法进行了对比;文献[4]采用质量点和全动态液舱2种方法
中国海上油气 2019年4期2019-08-03
- MPS方法模拟三维圆柱形液舱晃荡问题
2400 引 言液舱晃荡是指在外部激励作用下，舱内装载的部分液体所产生的波动及其与舱壁结构相互作用的现象。随着世界航运业的发展以及对能源需求的不断提高，相继开发应用了大型原油货轮、液化石油气船以及液化天然气船等载液货船。这些容积巨大的船装载着巨量的液体货物，其内部产生晃荡现象往往会对船舶产生巨大危害，因此晃荡现象成为船舶与海洋工程研究的热点问题。船舶液舱的形状多种多样，以往对液舱晃荡的研究主要集中在矩形液舱及薄膜型液舱上，例如，张书谊和段文洋［1］就曾采用
中国舰船研究 2019年3期2019-06-21
- 内置式耐压液舱实肋板拓扑优化设计方案分析
提下，对潜艇耐压液舱进行结构优化、减轻质量，是一个值得关注的问题。对于外置式耐压液舱，已有专家学者对其进行了较为全面的结构优化设计，如：孙倩等[1-2]进行了同心圆和准同心圆式潜艇耐压液舱结构的优化设计，得到了在工程实际中准同心圆式潜艇耐压液舱结构值得推荐的结果；张乃樑等[3-4]通过对超大潜深潜器耐压结构参数编程计算，绘制出设计可行区域图谱，优化了结构设计方法；吴剑国等[5]对潜艇普通环肋圆柱壳结构尺寸进行优化，采用约束非线性混合离散变量优化方法，并考虑
国防科技大学学报 2019年3期2019-06-19
- 浮式液化天然气系统液体装载船体的耦合响应
er)均受到内部液舱晃荡引起的载荷，且FLNG和LNGC内的液舱装载处于动态变化的状态.因此，准确、快速地预报液舱装载船体的耦合响应十分必要.将船体运动和液舱晃荡进行线性化处理后，可以在频域内快速实现液体装载船体的耦合计算，获得液体装载船舶的耦合响应特性，文献[2]采用频域数值方法研究了晃荡对船体运动的影响.当液舱装载较浅或船体运动幅值增加时，液舱晃荡会呈现出明显的非线性特性.在时域内将船舶运动与非线性晃荡迭代求解可以获得更为准确的结果.在计算船体响应时，
上海交通大学学报 2019年5期2019-06-05
- 基于实验的二维八边形液舱晃荡比尺效应研究
如海上超大型船载液舱，其内部流体晃荡具有高度的随机性和非线性等特点，这使得理论解析方法和数值模拟很难在这方面给出有效准确的结果[1-3]。考虑到原型实验存在经济和技术限制等因素，所以，模型实验成了晃荡问题实验研究的重要手段之一。模型实验方法虽然实验周期较长，实验经费较高，但相对于理论和数值方法来说，它能够得到较为可靠的晃荡研究结果[2-3]。然而，如何将流体晃荡的模型实验结果更为合理地还原到原型，成了储液舱设计面临的重要问题之一。对于储液舱晃荡这样的波面大
船舶力学 2019年5期2019-06-04
- 耦合激励下的液舱晃荡新型数值解法
了能够更好地模拟液舱内的运动，本文利用FORTRAN 研发了一套可以模拟任意尺度液舱晃荡的程序。目前，基于去奇异边界元法对势流问题的研究已越来越多。Jensen 等[1]利用去奇异方法来分析在稳定入射波情况下求解阻力的问题；Cao，Schultz 和Beck[2]和Lee[3]基于时间步进技术和去奇点边界积分方程，结合二者来模拟简单潜体及浮体运动的完全非线性效应问题；李宗翰等[4]使用去奇异积分方程方法仿真了任意三维浮体的完全非线性流场；Scorpio 和
船舶力学 2019年5期2019-06-04
- 战斗部近炸下防护液舱破坏机理分析*
，作用于内层防护液舱的载荷包括高速破片、爆炸冲击波和准静态压力三种。对于防护液舱所受冲击波载荷，杜志鹏等[3]对防护液舱前、后板在接近爆炸载荷作用下的响应机理进行了理论分析，推导出液舱前、后板变形响应计算公式；蔡斯渊等[4]通过对不设置隔层、设置双层板隔层和设置波纹夹芯板隔层的三种防雷舱中液舱结构在相同冲击载荷作用下的变形和能量变化过程进行对比分析，探讨了防雷舱中液舱设置隔层对其防护能力的影响；陈鹏宇等[5]通过数值仿真的方法分析了液舱前板所受毁伤载荷特性
国防科技大学学报 2019年2期2019-04-26
- TYPE A菱形液舱整体吊装有限元分析方法对比
本文对超大型菱形液舱整体吊装过程的结构强度进行校核，并对有限元模拟的吊装静态应力应变分析方法进行对比研究。1 液舱有限元模型与吊装方案1.1 有限元模型选用超大型液化气船84 000 m3VLGC的3号液舱为分析对象，如图1所示。坐标系为直角坐标系，原点位于整船零号肋位基线处。整个液舱长为39.6 m，宽为33.1 m，高为18.77 m，约位于97号～144号肋位之间。网格大小为肋骨间距×纵骨间距，主要结构由壳单元构建，左右各布置12个吊耳。材料密度ρ=
造船技术 2018年6期2019-01-08
- 防雷舱结构在聚能装药水下爆炸作用下的毁伤研究*
[5]针对空舱+液舱+空舱的防雷舱结构，研究了抗冲击防护方法与抗爆机理，徐定海等[6]通过实验分析了膨胀舱及液舱对载荷的衰减作用。孔祥韶等[7]研究了破片在液舱中的运行规律以及液舱对破片的防护机理。伴随着聚能型装药的使用，聚能装药对舰船的威胁与日俱增[8]。聚能装药在水中爆炸会产生高速侵彻体、冲击波以及气泡载荷，多个载荷共同作用于结构，将对结构造成严重毁伤。目前，在接触爆炸作用下舰船防雷舱结构的毁伤研究主要集中在爆破型装药上，防雷舱结构在聚能装药作用下的毁
爆炸与冲击 2018年5期2018-09-27
- 高速破片侵彻下防护液舱后板的载荷特性数值分析
护结构，其中防护液舱是防御鱼雷爆炸形成的高速破片的重要结构。大型舰船水下舷侧防护结构遭受鱼雷接触爆炸后，在舷侧外板上首先形成直径与鱼雷直径相当的剪切冲塞破片，此破片往舷侧空舱内部高速运动，直至撞击液舱前板。液舱前板在高速破片的撞击下发生剪切冲塞破坏，舷侧外板和液舱前板的冲塞破片以相同入水速度在液舱中运动，在水中形成冲击波，液舱后板在冲击波作用下发生大变形[1]。如果防护液舱结构设计不合理，那么液舱后板轻则变形过大，重则被破片击穿。为了更好地设计防护液舱结构
舰船科学技术 2018年4期2018-05-16
- 潜艇耐压液舱的研究现状和发展趋势
双壳体潜艇的耐压液舱主要布置在耐压壳与非耐压壳之间，属于外置式耐压液舱，单壳体潜艇的耐压液舱只能布置在耐压壳体内部，属于内置式耐压液舱。马运义[1]通过对国内外的潜艇有关文献资料进行收集整理，从快速性、隐身性、安全性和建造等各方面系统地分析了单、双壳体2种结构形式的优缺点。我国潜艇长期采用外置式耐压液舱，相关研究较多，已形成了一套较完整的强度与稳定性计算方法；但对单壳体潜艇的内置式耐压液舱的结构形式和力学特性缺乏研究，国内没有施工和使用经验，没有系统的计算
舰船科学技术 2018年1期2018-01-31
- 极地多用途集装箱船液舱及管系防冻设计技术探讨
地多用途集装箱船液舱及管系防冻防结冰设计技术，研究提出了液舱、露天甲板管系及海底门等免于结冰的方法，使用加温伴热、吹气或其它防冻方法保证船舶各系统的正常运行，为极地航行船舶液舱及管系防冻设计提供技术参考。关键词：极地；防冻；除冰；液舱；管系中图分类号：U664.8 文献标识码：AAbstract： This paper introduces the anti-icing technique for the liquid tanks and pipes fo
广东造船 2017年6期2018-01-29
- 基于新IGC的液化气船独立液舱内部压力计算分析
C的液化气船独立液舱内部压力计算分析郑 雷1,2，肖 蕾2，李海洲2(1. 上海交通大学，上海 200240；2. 江南造船（集团）有限责任公司，上海 201913)新版IGC明确要求应采用三维加速度椭球法计算独立液舱的内部压力，相对于传统的二维计算法，该方法能够更加准确的确定液舱各位置的内部压力，但是计算也更加复杂，尤其对于几何形状不规则的液舱。本文研究了液化气船独立液舱内部压力的计算方法，给出了三维加速度及最大液柱高度的计算公式，编制了专用计算程序，并
舰船科学技术 2017年11期2017-11-27
- 独立B型LNG船液舱晃荡强度分析方法
独立B型LNG船液舱晃荡强度分析方法张明娟1,2，刘 俊1,2，薛鸿祥1,2，唐文勇1,2(1. 海洋工程国家重点实验室 上海交通大学，上海 200240；2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心 船海协创中心，上海 200240)为了保证液舱舱容大且无装载限制的新型独立B型LNG船在晃荡载荷下的强度满足使用要求，提出液舱结构晃荡强度直接分析方法。采用规范公式确定液舱晃荡载荷，根据该方法对液舱模型进行粗网格分析，进行典型区域横摇工况下超出应力许用值的精细网
舰船科学技术 2017年9期2017-09-29
- 大型FLNG液舱晃荡和船体耦合运动研究现状及展望*
9)大型FLNG液舱晃荡和船体耦合运动研究现状及展望*韩旭亮1,2谢 彬1朱小松1王俊荣1(1.中海油研究总院 北京 100028；2.中国石油大学(北京) 北京 102249)对FLNG应用背景进行了介绍，指出了液舱晃荡和船体耦合运动是FLNG面临的关键问题之一，并分别从围护系统选型、模型试验技术和数值模拟技术方面对液舱晃荡和船体耦合运动研究现状进行了总结分析，探讨了试验技术研究的特点和数值模拟技术的应用范围，并对大型FLNG液舱晃荡和船体耦合运动下一步
中国海上油气 2017年1期2017-06-21
- 计及弹性支撑效应的独立液舱晃荡数值分析研究
性支撑效应的独立液舱晃荡数值分析研究刘文夫，薛鸿祥，唐文勇（1.上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240）文章针对弹性支撑结构作用下的液舱晃荡问题，采用基于Hilber-Hughes-Taylor（HHT）格式的隐式直接积分法求解液舱运动，应用VOF法求解流体晃荡，并结合部分单元参数的概念处理棱形液舱边界，建立了液舱运动与流体晃荡双向耦合迭代算法。以独立液舱为研究对象，通过耦合求解
船舶力学 2017年1期2017-05-04
- 11 000 DWT液货船耦合运动响应研究
22）大型液货船液舱具有宽度较大、装载深度高的特征，在波浪作用下产生的液舱晃荡将影响船体的运动。本文基于势流理论，应用SESAM水动力分析软件在频域范围内对11 000 DWT液货船进行了耦合运动响应研究，对比分析了考虑液货晃荡与不考虑液货晃荡条件下的船舶运动响应，对比分析了液货装载率对船舶运动响应的影响规律研究。液货船；晃荡；装载率；耦合运动随着海洋油气资源开采和运输量增加，国际市场对于液货船的需求也日益增长，同时液货船具备运输效率高效且运输费用较低的优
浙江海洋大学学报(自然科学版) 2016年4期2017-01-19
- 误差激励作用下三维矩形液舱晃荡数值仿真
方法构造三维矩形液舱载液率为85%的晃荡数值模型，并基于相同条件开展模型晃荡实验；通过追踪自由表面变化和晃荡冲击压力时程比较分析验证数值模型的有效性.基于原始激励构造一定误差变化范围（2%，5%和10%）内的误差激励，通过数值模拟分别提取拐角监测位置处的晃荡载荷时程曲线.研究结果表明：在不同误差激励下，虽然晃荡波形和频率基本一致，但压力峰值偏差与误差大小不呈现正相关效应，最大偏差约为33.17%；微小激励误差有可能对晃荡载荷结果造成较大的偏差影响.关键词：
计算机辅助工程 2016年4期2016-10-29
- 考虑晃荡效应的独立B型LNG液舱结构多目标优化
的独立B型LNG液舱结构多目标优化王 元1,2，王德禹1,2(1.上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240； 2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)独立B型LNG液舱内部设置舱壁板材及多种桁材，有效缓解了液舱晃荡效应。针对晃荡载荷下的独立B型LNG液舱结构多目标优化，利用规范中的公式计算晃荡载荷，并引入液舱晃荡系数，以期综合反映液舱内部构件对晃荡特性的影响，在此基础上进一步建立以液舱结构重量和液舱晃荡系数为目标的多目标
海洋工程 2016年2期2016-10-12
- A型液舱超大型全冷式液化气船结构设计研究
01913）A型液舱超大型全冷式液化气船结构设计研究李海洲，李小灵，陈建平（江南造船（集团）有限责任公司，上海 201913）超大型全冷式液化气船（VLGC）是液化气船中结构最为复杂的船型，其结构设计是该高附加值船型的关键点和难点。从VLGC结构设计的角度，阐述了中横剖面设计、温度场计算、菱形液舱设计、支承系统设计、结构布置、低温钢焊接、晃荡分析及有限元强度和振动分析等，通过近600项工艺评定，攻克了关键技术。这些研究为该型船舶的成功研制和实船建造打下了坚
船舶与海洋工程 2016年1期2016-09-15
- 基于全时域势流理论的船舶与液舱晃荡耦合运动的数值计算
势流理论的船舶与液舱晃荡耦合运动的数值计算李裕龙，朱仁传，缪国平，范 菊（上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，海洋工程国家重点试验室，上海 200240）基于三维线性有航速时域势流理论计算船体时域运动外域波浪力，同时采用三维全非线性时域势流理论来计算舱内液体的非线性晃荡所诱导力与力矩，进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程。该方法能够完整地考虑波浪、船体和液舱晃荡之间的实时耦合作用。研究结果表明：通过模型实验和数值模拟计算的对比，数值模拟计算能够清晰显现出
船舶力学 2016年11期2016-05-04
- 基于数值模拟的棱形液舱晃荡砰击载荷尺寸敏感性分析研究
于数值模拟的棱形液舱晃荡砰击载荷尺寸敏感性分析研究陈世文，杨志勋，阮诗伦，周茂夫，岳前进(大连理工大学运载工程与力学学部 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116023)为了降低经济成本，液货围护系统的容积随着船体尺寸向超大型化发展。超大型浮式液化天然气生产储卸运载装备(FLNG)储液舱内会出现剧烈的液体晃荡。晃荡砰击载荷是超大型薄壁液舱设计中的关键问题之一,而液舱尺寸的选择是整个设计过程中的关键环节。基于晃荡砰击载荷，对三维棱形液舱的主尺寸开展
海洋工程装备与技术 2016年1期2016-01-10
- 双排舱型LNG-FSRU频域内液舱晃荡研究
-FSRU频域内液舱晃荡研究陈后宝1，2,李 欣1,杨建民1,陈三平2,徐海霞2,陈国建1,2(1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240； 2.法国船级社(中国)有限公司，上海 200011)利用液舱晃荡-水动力耦合方法,对27 000 m3双排舱型液化天然气浮式储存气化装置(LNG-FSRU)液舱晃荡下水动力性能在频域内进行了研究，在各典型工况下对考虑和不考虑液舱晃荡作用的船体运动进行了比较和分析。分析认为区别于对单排舱横摇的显著影响，
海洋工程装备与技术 2015年4期2015-12-09
- FLNG液舱晃荡压力影响因素及安全性评估研究
027)FLNG液舱晃荡压力影响因素及安全性评估研究张东伟1，胡志强1，陈 刚2，赵晶瑞3(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点试验室，上海 200240；2. 中国船舶及海洋工程设计研究院， 上海 200011； 3. 中国海洋石油总公司研究总院， 北京 100027)针对大型浮式液化天然气储卸生产装置FLNG的液舱晃荡压力变化特征，在深水试验池中开展带液舱模型的FLNG水池模型试验研究。通过试验，获得了FLNG在风浪流联合作用下的浮体六自由度运动，以及
海洋工程 2015年6期2015-10-27
- FLNG系统液舱晃荡特性及其对横摇运动的影响
1)FLNG系统液舱晃荡特性及其对横摇运动的影响王舒雅1， 胡志强1， 陈 刚2(1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011)针对大型浮式液化天然气(FLNG)系统作业时的液舱晃荡及其与系统的相互耦合影响特性，开展了水池模型实验研究。通过实验，全面分析了液舱晃荡的非线性特性以及其与FLNG系统之间的耦合效应。通过水池模型实验得到在风浪流共同作用下LNG舱内液体的晃荡情况以及固体、液体压载
中国海洋平台 2015年5期2015-05-08
- FPSO液舱晃荡与船舶时域耦合运动数值模拟
等液货船的发展，液舱晃荡对船舶运动的影响成为关注的热点。此外，为满足市场需求，船舶尺寸越来越大，船舶运动与液舱晃荡的耦合影响也愈发重要。与船舶耦合的液舱晃荡在过去的研究中被简化为自由液面或者质点弹簧，这能精确求解小幅晃荡。几十年来，人们针对耦合运动进行了许多研究，主要分为2 类：基于线性势流理论的频域研究和基于非线性粘性流的时域研究。Molin 等［1］基于线性势流理论的频域方法研究了船舶与液舱晃荡的耦合运动，研究假设船舶液舱的运动是线性的，但当液舱晃荡很
中国舰船研究 2015年1期2015-02-07
- 考虑液舱内部水动力的FPSO波浪载荷研究
O作业过程中，各液舱常常处于部分装载状态，船体运动过程中，液舱自由面存在明显的水动力效应。通常，FPSO波浪载荷计算都是将液舱内的液体简化为固体并以均布质量点的形式进行计算的，忽略了液舱自由面运动的影响。本文基于15万吨FPSO，采用DNV SESAM系统水动力分析模块，分别使用将液货看作固体的准静态方法和考虑液货水动力效应的全动态方法，通过对原始结构形式下两种典型装载工况及三种不同长度中部半载液舱FPSO模型的波浪载荷及船体运动的计算，对比全动态理论及准
船舶 2015年1期2015-01-04
- 菱形独立液舱晃荡载荷分析及强度评估研究
化气船的菱形独立液舱是该类船舶研发、设计的关键技术之一。由于全冷式液化气船营运的特性，其独立液舱需要能满足任意装载高度的要求，以满足实际营运过程中不同的装载工况需求。基于这一需求，菱形独立液舱设计过程中面临的一个重要问题就是液货舱内液体的晃荡，以及由于晃荡产生的冲击载荷。液化气船在航行过程中，不可避免地会有液货舱部分装载的可能。对于设有C型独立液舱或MOSS型的液化气船而言，由于其液舱外形能有效引导液体的流动，发生晃荡冲击载荷的可能很小。但对于菱形独立液舱
船舶与海洋工程 2015年5期2015-01-01
- 液舱晃荡与船体非线性时域耦合运动计算
海200135）液舱晃荡与船体非线性时域耦合运动计算黄 硕1，2，3，段文洋3，游亚戈1，2，姜金辉4，王文胜1，2（1.中国科学院可再生能源重点实验室，广东广州510000；2.中国科学院广州能源研究所，广东广州510000；3.哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001；4.上海船舶运输科学研究所，上海200135）LNG船等液货船的研制和应用中，为了研究非线性水动力对液舱晃荡及船体运动的影响，改进了规则波及不规则波中液舱晃荡与船体非线性耦合
哈尔滨工程大学学报 2014年9期2014-06-23
- 弹性液舱内液体晃荡研究
加凸显,其中弹性液舱内液体晃荡更为人们所关注[1-3].早期晃荡研究主要采用实验办法[4],但试验成本高、周期长、操作复杂,试验的数量和规模都受到较大的限制.自从上个世纪80年代以来,各种研究液体晃荡的方法不断涌现[5-8],同时随着计算机技术的飞速发展,三维非线性晃荡问题研究得以实现[8-11],并且液体晃荡的数值模拟精度也在不断提高,结果更加可靠.近年来,人们开始对弹性液舱内的液体晃荡进行研究[1-3],但主要关注小幅激励下的液体晃荡现象.而文中将对弹
江苏科技大学学报(自然科学版) 2013年3期2013-11-19
- 小型LNG船C型独立液舱结构设计与研究
3）1 C型独立液舱简介1.1 液舱特点根据IMO的《国际散装运输液化气体船舶和设备规则》（International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk，以下简称“IGC规则”），液舱形式主要分为4大类：整体型液舱（Integral tanks）、薄膜型液舱（Membrane tanks）、半薄膜型液舱（Semi-membran
船舶设计通讯 2012年2期2012-09-22
- 破损舰船运动与波浪载荷预报方法
动过程中还会发生液舱晃荡现象，这对舰船运动和破损舱室船体结构都会产生极为不利的影响。有不少学者对破损后的舰船运动与波浪载荷预报展开过研究。温保华等［1］根据船舶不沉性理论，考虑了破损后船体浮态参数的变化，利用多级展开法求解了破损后非对称剖面的二维辐射和绕射流场，预报了破损后非正浮状态条件下船体的波浪载荷。郭显杰［2］考虑了船舶破损后进水量、进水位置等破损参数的影响，使用切片法计算了破损船舶的水动力系数，求解了非线性船舶运动方程，预报了船舶破损后的运动响应。
中国舰船研究 2012年4期2012-09-20
- 潜艇耐压液舱设计
064)潜艇耐压液舱设计黄镇熙，王祖华(武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430064)以Sysware为设计平台，以满足现行规范要求为设计条件，对实肋板带液舱壳板纵骨的耐压液舱进行了优化设计。通过对设计变量、约束条件及目标函数的分析，提出了耐压液舱优化设计的主要设计变量、约束条件及目标函数。通过对算例的优化，对耐压液舱的设计提出了优化设计方向，对实肋板减轻孔的设计提出了改进意见。本文对耐压液舱的规范设计具有一定的指导作用。潜艇;耐压液舱;纵骨;实肋板;
舰船科学技术 2012年4期2012-07-11
- 波浪中船体与液舱晃荡耦合运动的时域数值计算
载液船舶航行时，液舱随船体在波浪中运动使其内部的液体产生晃荡，与此同时液舱晃荡力作用于船体，使得船舶的运动姿态发生变化.近年来，随着海洋油气资源开发力度的加大，LNG和LPG等特种液货船型的研制和广泛应用，液舱与船舶之间的作用越来越受人们重视，剧烈的舱内液体晃荡可能会给船体带来巨大的危害，特别是液舱部分装载时，大幅晃荡引起的砰击压力对船体结构可能造成严重的破坏.因此，在载液船舶设计阶段液舱晃荡与船舶运动之间的耦合作用也是需要考虑的重要因素之一.对于船体运动
哈尔滨工程大学学报 2012年5期2012-03-23
- 舰艇抗沉过程的多智能体仿真模型
-Agent）、液舱调整决策智能体（L-Agent）和进水灾害模拟智能体（F-Agent）。J-Agent和D-Agent负责向抗沉指挥中心汇报相关信息，并执行其相关指令，但它们自身没有推理模型。这2个智能体的反应时间直接影响着抗沉过程的进程。F-Agent用于根据舱室破损情况和初始漂浮姿态，模拟仿真舱室的进水过程以及舰艇不沉性参数;属于纯反射性智能体。下文主要针对2个较为复杂的智能体（C-Agent和L-Agent）的相关属性进行详细介绍。2 抗沉指挥中
舰船科学技术 2011年5期2011-03-07
- 潜艇耐压液舱结构破坏原因及加强形式探讨
0064潜艇耐压液舱结构破坏原因及加强形式探讨龚君来武汉第二船舶设计研究所 武汉 430064耐压液舱区域的耐压壳体在外载荷作用下发生破坏，其破坏原因与相邻耐压壳体的受力相关，相邻耐压壳体的变形对其影响往往很大。在吸收现有潜艇耐压液舱结构理论计算方法、有限元分析和试验研究的基础上，对其结构破坏原因及加强形式进行了探讨。耐压液舱 结构破坏原因 加强耐压液舱结构是最复杂的潜艇耐压结构之一，目前主要采用解析法、半解析法和数值方法。解析法和半解析方法通过分别建立耐
船海工程 2007年2期2007-06-01
- 潜艇耐压液舱区域有限元应力计算
1021潜艇耐压液舱区域有限元应力计算孙 倩 廖建彬 蔡振雄集美大学轮机工程学院 厦门361021针对目前潜艇耐压液舱结构应力解析公式精度不高的情况，根据其受力特点建立了同心圆和准同心圆式耐压液舱结构有限元分析的力学模型，编程通过实例计算表明自编有限元程序可靠性很高，可单独作为一个模块取代传统的近似解析法进行应力分析及后续的优化设计。潜艇 船体结构 有限元 程序潜艇耐压液舱结构受力复杂，试验表明近似解析法不能反映结构内的真实应力状态。尽管近年来国内外对此展
船海工程 2007年2期2007-06-01