独立C型液化天然气液舱挡板的制荡性能研究

为了分析制荡板结构、布置、通透率及液位高度对独立C型液化天然气液舱制性能的影响,本文在已有环型挡板研究的基础上,提出了X型、Y型、Slat型3类挡板设计。通过二维矩形舱和三维独立C型舱的晃荡模拟,验证了数值模型的准确性,根据3种液位下不同挡板制荡性能的数值预报,选出4种代表性挡板,并对挡板通透率进行了敏感性分析。研究表明:制荡板的安装可以显著降低C型舱所受冲击载荷和纵摇力矩,随着液位的增加,制荡效率先升高后降低,波幅抑制系数逐渐降低。相比于挡板型式,制荡效率和波幅抑制系数受液位高度和通透率的影响更加明显,4种代表性挡板的制荡性能由高到低依次为SlatB1型、YB1型、XB1型和RB型。

中小型液化气船独立C型液货舱内部压力计算与分析

液化天然气船在运输过程中由于船体的运动引起货物重心加速度而产生压力,常采用二维加速度椭圆法或三维加速度椭球法计算。本文基于《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》(IGC)相关规则,在对液货舱内部压力解析分析基础上,编制相关三维加速度计算应用程序,开展三维加速度椭球法、二维加速度椭圆法、DNV船级社法对典型液舱内部压力计算精度对比研究。对某22000m^(3)液化气船C型液货舱内部压力计算分析,获得其内部压力分布规律,并开展横稳心高GM值对C型液货舱内部压力的影响研究。

小型液化气船C型独立液舱内鞍座处加强环设计研究

C型独立舱型式的小型液化气船,其液货系统(含液货罐)的设计是难点。液货罐的自身质量和液货质量由与船体相连的两道鞍座来承受,罐体内部的加强环则承载了鞍座处的支反力,因此鞍座处加强环的强度尤为重要。文中提出了一种在设计初期确定鞍座处液罐内加强环尺寸的方法,并采用有限元分析法验证了该方法的可行性。

液化乙烯气船C型独立液货舱稳定性分析

针对液化乙烯气船舶C型独立液货舱在内部真空载荷作用下失稳而损坏的问题,计算该液货舱模型的临界压力和许用轴向应力,运用有限元方法得到该实际货舱壁在不同真空状态下的最大轴向应力变化规律,确定液货舱工作中的最大允许真空度,指出避免货舱失稳的相关措施。

液化天然气B型独立液货舱结构低周疲劳研究

基于某B型独立液货舱为研究对象,开展液化天然气(LNG)船码头装卸货工况下的结构应力和温度场热应力分析,重点针对液货舱水平强框处连接节点计算其因装卸货受力和温度变化所引起的疲劳累积损伤。研究结果表明,部分研究疲劳节点由装卸货产生的低周疲劳损伤在整个结构疲劳累积损伤中的占比较大,对结构疲劳损伤起主导作用,需要在液货舱疲劳强度分析中予以重点关注。因此,对此类B型独立液货舱进行结构设计必须考虑低周疲劳的影响。

C型独立双体罐纵舱壁的骨架型式设计

在C型独立双体罐纵舱壁结构设计中,为了选择合适的骨架形式,基于理论方法分析横骨架式和纵骨架式两种骨架形式纵舱壁板架的受力特点,采用有限元方法分析对比两种骨架形式的应力分布及变形,结果表明,当纵舱壁设计为非水密舱壁时选用纵骨架式,在结构稳定性、结构重量、建造便利性等方面具有优势;当纵舱壁设计为水密舱壁时,两种骨架形式各有较明显利弊,对加强筋端部连接、真空环等关键区域的设计进行分析,提出改进方案。

C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合

对C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合进行讨论,结合C型液舱的设计原理,给出了疲劳计算工况及组合因子,基于修订版IGC定义的三维加速度椭球法给出对应最大应力幅值的疲劳载荷计算方法,并介绍IACS推荐使用的载荷分布模型。对于C型独立液舱结构抗疲劳设计具有重要参考意义。

C型独立液舱支承结构接触载荷计算方法

为准确地考察、分析液化气船C型独立液舱支承结构区域的载荷传递及应力分布,根据最新的《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及船级社规范的要求,采用支承区域非线性接触分析方法,选取37500m3乙烷运输船作为研究对象,建立液舱有限元模型,对独立液舱的支承区域进行非线性接触分析,并将该方法与基于杆单元模拟的线性静态分析方法进行对比,获取C型独立液舱结构与层压木的受力特征。计算结果表明,采用非线性接触分析方法所得结果的精度更高。

独立C型液舱晃荡模型实验研究

船舶液舱晃荡是船舶水动力学的研究热点,为使学生充分理解液舱晃荡问题,针对独立C型液舱,设计了晃荡模型实验,研究了激励幅值、液位高度以及激励频率对晃荡载荷的影响。实验结果表明:当纵摇频率接近舱内液体晃荡固有频率时,晃荡较为剧烈;液位越高,晃荡越剧烈;激励幅值越大,产生的晃荡载荷越大。该实验可将晃荡现象直观呈现出来,便于学生对液体晃荡机理的理解,提高了教学效果,有利于激发学生的科学探索精神,培养学生运用实验手段进行科学研究的能力。

C型独立液货舱开孔处结构强度分析与研究

C型独立液货舱开孔区域的强度对整个液货舱围护系统的安全性至关重要。根据压力容器规范计算方法对罐体上气室处开孔及气室封头上的接管处开孔进行强度校核,并提出补强设计方案;通过有限元计算方法对补强方案进行验证与研究。结果表明,气室处开孔应力水平较高,通过设置复板及增加气室筒体板厚的方式能最有效改善该区域的强度。

独立C型液舱制荡装置实验研究

为使学生接触专业科研前沿,更好地培养其科研与创新能力,开展了独立C型液舱制荡装置的设计和实验研究。基于数值仿真实验得到的晃荡载荷,对新型制荡装置的设计参数进行了研究,给出了一组制荡效果较好的设计参数,设计了制荡装置,并将其安装在独立C型液舱模型内进行晃荡模型实验,验证了装置的制荡效果和数值仿真实验方法的有效性。通过该教学和科研相结合的教学实验,提高了教学效果,有利于激发学生的科学探索精神,培养学生运用实验手段解决科研问题的能力。

液化天然气船球形液舱系统温度应力分析

液化天然气船装载的货物温度低达—162℃,在装载状态结构将出现温度应力。本文研究了常用的Moss-Rosenberg型球形液舱系统的温度应力,提出了一种温度应力的计算方法,并通过对典型液舱计算的结果,分析讨论了温度应力的分布规律及特点。

基于CFD的独立C型低温液舱蒸发特性分析

为了解独立C型低温液舱蒸发的相关规律,提出将低温液舱绝热维护系统及舱内低温流体相变耦合计算的方法。以某独立C型物理样舱为例,考虑绝热层、鞍座、内壳及管路、舱内低温流体等计算区域,以液氮为工质,利用Fluent软件进行数值仿真分析,并与物理实验结果进行对比验证,得到独立C型低温液舱温度场、压力场、流场等分布规律。

LNG独立C型液舱晃荡特性试验研究

与LNG运输船不同,LNG加注船的液舱会经常处于部分装载状态,故液舱晃荡问题必须予以考虑.由于目前LNG加注船主要采用独立C型液舱,针对该种形式液舱,使用模型试验,系统研究了不同载液高度、激励频率及激励幅值影响下的晃荡情况.讨论分析了其晃荡时自由液面的波形特征,对中间液深工况下,自由液面在舱顶的影响下出现的波形进行分类.通过对晃荡荷载的统计分析,发现产生最大荷载的激励频率与理论固有频率有所偏差,且该偏差会随着液位的升高而降低.此外,在荷载空间分布方面,载液高度为0.6 D_i(D_i为模型液舱直径)时,自由液面在封头处破碎严重,会对液舱封头上部产生较大冲击;而在0.8 D_i载液高度时,应充分考虑0.8f_n(f_n为理论固有频率)至1.2f_n激励区间内的顶部冲击荷载.

小型LNG船C型独立液舱内部压力计算

根据IMO《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及相关的压力容器标准GB 150.3-2011,提出一种针对小型LNG船C型独立液舱内部压力的三维计算方法,并借助AutoCAD的建模与计算功能,利用VBA进行二次开发,用程序实现内部压力及板厚的三维计算。针对某多用途小型LNG船的C型独立液舱,分别采用三维计算方法与传统的二维计算方法进行计算并比较结果差异,同时分析由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响。结果显示:采用三维计算方法所得结果更准确,在精确设计时有必要按照三维计算方法进行计算;在工程实际中,针对设计蒸气压力通常大于0.3 MPa的单圆筒C型独立液舱的内部压力计算,可以采用传统的二维方法;由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响不可忽略;对于设计蒸气压力较小的其它形式液舱的内部压力计算,应采用三维计算方法。

C型独立液货舱设计和重量快速估算技术研究

根据《国际散装运输液化气体船构造与设备规则》的要求,介绍了在液化气船中比较典型的C型独立液货舱的设计方法,并进行了液罐壁厚计算方法的研究,在EXCEL平台上运用VBA技术编写了液罐壁厚和表面积计算软件,可以在设计初期阶段用来快速估算液罐的重量,为前期合同设计的快速响应提供了设计依据。

液化气船独立C型液罐主体材料的选择和应用

介绍C型液罐的定义和分类。根据液货的种类和液化方式,确定设计最低温度,从而选择液罐的主体材料。列举液罐的4种典型主体材料,并阐述其在工程应用中独特的使用性能和质量要求。

小型LNG船C型独立液舱结构设计与研究

作为小型LNG船的关键技术之一,C型独立液舱及其维护系统决定着整船的经济性能和安全性能。简要介绍了C型独立液舱的特点,详细阐述了其结构设计流程和相关计算方法。最后对某两种船型的液舱进行基本结构设计,并对设计结果进行了强度校核。

C型独立双体罐中纵舱壁的强度研究

液化气船的C型独立双体罐内设有中纵舱壁,它与常规应用于C型舱的回转体结构相比表现出一些特殊的力学特性。对中纵舱壁的受力机制进行了分析,提出了纵舱壁结构在一般装载工况条件下的应力计算方法,并采用有限元模型直接计算方法作了进一步研究,同时对所提出的公式方法的适用性进行了验证。另外,还对中纵舱壁在不利装载工况下的强度进行了初步的探讨。

C型LNG液货舱设计研究

作为小型LNG船的关键技术之一,C型独立液舱决定着整船的经济性能和安全性能。简要介绍了C型独立液舱的特点,说明了不同液货舱材料的特性,并对几种常用材料进行了对比。介绍了C型独立液货舱设计压力和温度的确定方法,及液货舱尺度要素的确定方法。并结合蒸发率设计,阐述了保温层设计的关键技术。