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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

小型LNG运输船耐撞性能对比分析

本文利用大型动力有限元软件Abaqus,针对薄膜型和独立C型2种不同舱型的小型LNG运输船开展耐撞性能对比分析,重点关注围护系统和液货罐体的临界失效模式,提出以主次绝缘箱之间的弹簧失效作为判定薄膜型系统失效的准则。通过数值模拟得到船体变形、碰撞力时历曲线和能量转换与吸收等结果,从失效时间、极限撞深、结构吸能3个方面分析得出薄膜型LNG运输船耐撞性能优于独立C型的结论,对开展小型LNG运输船的耐撞性能研究具有重大意义。

21000m^3乙烯运输船的优化设计

液化气船是一种高技术、高附加值的船舶。随着国际市场对LNG能源需求的强劲增长,加速其副产品LPG的供应上升,液化气船的市场也随之活跃起来。针对江南造船新承建的Petredec Limited的21000m^3乙烯运输船,介绍其基本设计,包括船型参数设计、基本布置设计和基本结构设计;比较以往的20000m^3液化气船的优化设计,包括船东的使用和现场建造的反馈而进行的优化,以及为提高结构强度的可靠性和合理性开展的大量有限元计算而进行的优化。通过对项目船的优化设计研究,江南造船对该型液化气船的设计和建造技术更成熟、经验更丰富,为占领该型液化气船的市场打下了更坚实的基础。