【摘 要】
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我国的液化天然气（LNG）消费量和储存量逐年上升,所需LNG接收终端也越来越多。海上LNG浮式再气化装置（LNG-FSRU）因其成本低、安全性好等特点被各国大量建设。随着LNG-FSRU数量的增多,其设备安全问题被大量专家学者重点关注。LNG-FSRU在储存LNG的过程中,受到波浪的影响会出现晃荡现象,可能会引发LNG的剧烈翻滚产生大量闪蒸气（BOG）,严重时可能引发爆炸。本文在查阅国内外文献的基
【基金项目】
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企、事业单位委托项目,“湖北能源气化长江工程战略布局规划研究”；
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我国的液化天然气（LNG）消费量和储存量逐年上升,所需LNG接收终端也越来越多。海上LNG浮式再气化装置（LNG-FSRU）因其成本低、安全性好等特点被各国大量建设。随着LNG-FSRU数量的增多,其设备安全问题被大量专家学者重点关注。LNG-FSRU在储存LNG的过程中,受到波浪的影响会出现晃荡现象,可能会引发LNG的剧烈翻滚产生大量闪蒸气（BOG）,严重时可能引发爆炸。本文在查阅国内外文献的基础上,以传热传质和液舱晃荡的理论为基础,通过计算机模拟LNG在不同晃荡条件下的分层和翻滚过程,并分析不同条件对翻滚过程的影响机理。主要研究内容有:（1）对LNG分层与翻滚过程进行初步分析。以6000m~3容积的薄膜型液货舱为研究对象,建立层高3m的LNG二分层模型,利用Fluent软件进行模拟分层与翻滚的过程。根据分界面的变化将LNG的分层与翻滚划分为四个过程:分界面固定阶段、分界面破坏阶段、翻滚阶段、翻滚完成阶段。（2）静止状态下液货舱中LNG翻滚的影响因素分析。通过设定不同的漏热位置、漏热量、分层温度、分层温差等因素,模拟LNG在不同因素的影响下速度场、密度场的变化情况及混合完成所需时间,为LNG的储存提供一定参考。（3）横摇条件下LNG翻滚的影响因素分析。建立横摇模型,编写UDF,通过动网格技术对横摇工况下LNG翻滚过程进行模拟,通过设定不同的横摇角度、周期、液货舱的载货量等因素,研究横摇状态下液货舱中LNG流场的变化。分析上述外界因素对LNG翻滚的影响作用,与静止状态下LNG的翻滚影响因素进行对比,为LNG的海上动态储存提供一定理论基础。（4）制荡板在横摇条件下对LNG翻滚过程的影响。根据横摇状态下LNG翻滚过程的流场变化规律,在原有液货舱模型加装挡板,通过设定不同的挡板的高度、形状、数量,进行LNG翻滚过程的模拟。结果表明挡板的高度越大数量越多,对翻滚的抑制作用越好,制荡效果越好,并对LNG液货舱的结构设计提供一定理论参考,能够更好的保障LNG在晃荡条件下的储存安全性。
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