独立C型液舱晃荡数值模拟与实验研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gengyuefeng009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着环境污染的加重以及人们环保意识的提高,LNG作为一种清洁能源,倍受青睐,已成为发展最快的燃料之一。世界上第一艘以LNG为动力的集装箱船“IslaBella”的成功下水,标志着LNG燃料动力船成为未来航运业的发展趋势。LNG燃料船的正常运营离不开LNG的补给,LNG加注船是船用LNG加注设施的重要组成部分,它以投资小、操作方便、机动性强的特点具有广阔的市场需求空间。LNG加注船多采用独立C型液舱,而难以避免的是液舱的部分装载,可能会产生较大的晃荡载荷,对液舱结构甚至船舶的稳性带来不良影响。因此,有必要对独立C型液舱内的液体晃荡进行研究。  本文针对独立C型液舱的晃荡问题,进行了以下研究工作:  (1)基于线性势流理论,建立了求解刚体容器内液体模态的有限元分析模型,求解了C型液舱模型罐内液体在不同载液率下的纵向一阶晃荡固有频率。  (2)进行了独立C型液舱晃荡模型实验,叙述了实验装置,实验流程和实验工况。提供了不同载液率下,激励频率等于固有频率时监测点的压力历时曲线。对不同载液率、不同激励频率、不同激励幅值下的实验现象进行了描述。  (3)通过对实验现象的观察,得到:当纵摇频率接近罐体内液体的晃荡固有频率时,晃荡较为剧烈,可能会出现液体冲顶的现象,并可能对罐体顶部产生猛烈的拍击。液位越高,晃荡越剧烈,对罐体产生的拍击越大。  (4)通过对实验数据的分析,得到:当纵摇频率在0.6-1.4倍纵向一阶晃荡固有频率范围内时,可能产生较大的晃荡载荷;最大的晃荡载荷并不发生在纵摇频率等于固有频率时,而是发生在略微高于固有频率处;当激励频率由低到高接近固有频率时,晃荡载荷的增长基本呈线性;当激励频率超过并远离固有频率时,晃荡载荷迅速衰减,其幅度大于激励频率由低接近固有频率时,晃荡载荷的增长幅度;纵摇的幅度越大,产生的晃荡载荷越大;当纵摇幅值更大时,外部传递给罐体内液体的能量也越大,从而导致能够激发剧烈晃荡的激励频率范围的增大,更为危险。  (5)基于有限体积法、VOF法和k-epsilon湍流模型,建立了液舱晃荡数值计算模型,研究了区域运动加载方法以及检测点跟踪方法。对Fluent求解方式进行了比较研究,给出了适用于晃荡数值模拟的求解方式。并对模型进行了验证。  (6)通过模型实验和数值计算结果的结合,得到:晃荡产生的拍击压力主要集中在罐体项部和封头的交界处附近。  (7)针对独立C型液舱内液体的晃荡,进行了网格独立性研究,给出了网格生成建议,通过模型实验结果验证了晃荡数值计算模型。证明数值计算方法有能力模拟较为剧烈的液体大幅晃荡,适用于液舱晃荡载荷的预报。但对于模拟波浪的破碎,大量水花的飞溅,气液两相的混合,及产生大量气泡的现象还无能为力。
其他文献
数列是高中数学中的重点内容,也是高考的必考知识.高中所涉及的数列可以概括为两类,等差数列和等比数列.在学习数列的过程中,不仅要明确其概念意义,还要重视数列题的解题策略
期刊
微型能量采集系统是一种从环境中采集能量并转换为电能的装置,它具有体积小、寿命长、免维护等诸多优点,逐步成为了国际上微能源研究的热点。本文主要对压电式微型能量采集系统进行了研究,具体工作如下:首先,以悬臂梁式压电能量采集系统为研究对象,根据压电材料的正压电效应,分析了压电悬臂梁采集环境中振动能并转换为电能的转换特性,建立了悬臂梁式压电能量采集系统的能量转换模型,进而采用同相位假设,完成了标准能量采集
硅微陀螺仪是随着微电子机械系统(MEMS)的快速发展而兴起的一类新型MEMS惯性传感器,由于具有独特的优点而被广泛关注,并取得了巨大的发展。受到加工工艺限制,相比传统陀螺仪,硅微
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着世界航运业的迅速发展,促使船舶的数量和吨位急速增加,船舶种类日益多样化。船舶设备从结构到控制技术日趋高科技化,新品牌、新材料、新装备、新功能层出不穷。维修技术
目前惯性/卫星组合导航系统(INS/GPS)是现代组合导航系统中最常用的方式,其克服了INS和GPS单独导航时的缺点,所提供的导航信息具有较好的互补性,所以惯性/卫星组合导航系统具有良
海洋平台上存在着大量的风险源,稍有不慎就会引发火灾、爆炸等事故。火灾、爆炸事故不仅会破坏海洋平台的结构承载能力,还会造成大量的人员伤亡、严重的财产损失和恶劣的环境污
船舶航运经济在国民生产中具有重要的地位,保证船舶的安全等则是极富工程意义和经济效益的重要工作。工程中,船舶结构及设备的振动噪声问题一直是振动研究工作的着重点之一。目
随着世界范围内能源危机及环境污染的日趋严重,人们对柴油机节能和排放的要求也日趋严格,对其调节控制提出高精度及多参数的要求。智能化技术是大功率低速船舶柴油机的发展方
由于长期工作在恶劣的环境下,柴油机燃烧室零部件要承受很高的热负荷和机械负荷,这些负荷所产生的综合应力影响了燃烧室零部件的使用寿命,其可能导致的咬缸、拉缸、结焦等故