大幅横摇激励下液舱晃荡冲击载荷特性

大型LNG(liquefied natural gas)船在非满载航行中可能引起强烈的砰击载荷,对结构安全造成威胁。基于数值模拟方法研究大幅横摇激励下晃荡压力与外激励的饱和非线性关系。采用基于有限体积法的CFD代码FLUENT求解器,通过动网格技术驱动液舱运动,并用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面的非线性运动过程,数值预报典型装载率、大幅横摇激励下的晃荡压力特性及自由液面波形。研究结果表明,在小激励和中等激励范围内,随着横摇激励的增大,晃荡压力出现突然变大的现象;当横摇激励继续增大到某一阈值时,则随着横摇角增加,晃荡压力不再增大,而是呈现饱和现象;自由液面也呈现出非线性特征,液面振幅和激励幅值之间的关系不再成比例关系,而是出现复杂的响应形态;处于大幅横摇激励下的液舱,随着装载率提高,晃荡冲击压力会降低。

矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究

在不同外激振幅和频率下,采用大尺度模型试验方法对矩形液舱内液体晃荡产生的冲击压力进行了研究,主要包括在不同载液率下,液舱内的短期晃荡冲击载荷特性、冲击载荷的统计特性、时空分布规律及外激振幅和频率与晃荡冲击载荷的关系。试验结果表明,低载液率时自由液面附近冲击载荷大,高载液率时顶部冲击载荷大,30%时自由液面冲击载荷最大,低载液率时自由液面最大冲击力约为静水压力的3.5～4.5倍,外激频率越接近自由液面固有频率,冲击荷载的梯度受振幅的影响越大。文中研究可为计算晃荡载荷提供参考,并对液舱设计具有一定指导意义。

薄膜型LNG船晃荡冲击局部强度分析建模方法研究

为保证薄膜型LNG船(No96型)的营运安全,除绝缘箱外,还有必要对晃荡冲击载荷作用下船体结构进行局部强度分析.考虑到分析对象的不同,同时为了简化有限元模型和降低船体结构局部分析的计算工作量,针对船体结构局部强度分析中绝缘箱建模范围,树脂绳模拟方式以及绝缘箱网格基本尺寸提出了建议并进行了可行性验证.研究表明,建议方法可以在满足计算精度的前提下,极大减少船体结构局部强度分析的工作量,可为晃荡冲击载荷作用下薄膜型LNG船(No96型)船体结构局部强度分析及相关规范制定提供有效的参考.

薄膜型LNG液舱晃荡压力与结构响应试验

影响薄膜型LNG船大型化的一个关键问题是严重的液舱晃荡冲击压力以及由此引起的复杂和危险的结构动响应,至今模型试验是研究此类问题的最重要的方法。本文以某大型LNG船尺度较大和运动较剧烈的2号液舱为研究对象,设计了精细的三维晃荡试验模型,通过不同载液水平的系列规则和不规则运动激励的晃荡试验研究晃荡冲击压力特性;基于薄膜型液舱围护系统结构性能计算结果,设计四边简支铜板格分析液舱围护系统结构弹性效应;另外,还利用浪高仪测量液舱波面运动情况。试验结果表明不论规则运动激励,还是不规则运动激励,晃荡冲击压力幅值均表现出明显的随机性,工况可能产生远大于单自由度运动工况的晃荡冲击压力。晃荡冲击压力、应力和波面测量结果可为验证晃荡数值方法和液舱围护系统结构设计提供依据。

重质液货晃荡载荷作用下薄膜型VLEC液货围护系统响应研究

随着美国页岩气中乙烷的大量出口,超大型乙烷运输船(VLEC)将成为新造船市场的热点,而薄膜型液货围护系统(CCS)的VLEC应该是大势所趋。高密度货物和大尺寸液舱造成了液货静压力和晃荡冲击压力的增加,这就提出了新的问题,即VLEC液货围护系统的强度能否抵抗增加的晃荡冲击载荷。文章首先利用非线性有限元法计算分析液货围护系统在不同边界条件下的极限强度;然后运用CFD分析法对液舱晃荡问题进行数值分析,确定危险晃荡区域和晃荡载荷;最后对液货围护系统在液舱晃荡分析确定的危险工况下进行响应分析,验证了围护系统的可靠性并归纳了一些重要结论。

薄膜型LNG船绝缘层等效静载荷系数研究

近年来新设计的薄膜型LNG船要求具有更大的舱容,能适应更恶劣的海况和在任何装载高度下安全运行,这就需要保证液舱结构在晃荡载荷作用下的安全性。论文引入等效静载荷系数,用以简化薄膜型LNG船液货舱船体结构在晃荡载荷作用下的强度校核流程。通过研究等效静载荷系数、绝缘层缓冲系数和船体结构动力放大系数在各种条件下的变化规律,明确了等效静载荷系数的影响因素和变化范围。研究成果可为薄膜型LNG船船体结构强度校核以及相关规范的修订提供参考。

38500DWT化学品/成品油船的结构设计

本文介绍了化学品成品油船结构详细设计中的主要技术问题以及解决方法。38500DWT/