海上浮式液化天然气储存及再气化装置(LNG-FSRU)、液化天然气(LNG)运输船和浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)受到风、海洋波浪和海洋洋流等因素影响,处于不稳定的运动状态,当LNG舱室处于部分装载情况时,舱室内LNG会发生晃荡现象。舱室晃动引起舱室内LNG的蒸发与翻滚加剧、LNG晃荡冲击载荷对舱室结构的冲击破坏等问题。在晃荡的环境中舱室内部压力、流体温度和流体自由液面上部气体流速等参数的波动都有可能影响低温LNG气化过程,最终导致舱室内LNG蒸发量增加。海上LNG-FSRU储运低温液体的舱室围护系统受到舱室晃荡的影响,引起舱室的低温储存性能下降,进而使得低温LNG储存的经济性与安全性降低。开展舱室晃荡对LNG蒸发量的影响研究具有工程安全与经济意义,能为LNG-FSRU的安全高效运行提供理论依据。为了研究LNG-FSRU晃荡工况对舱室内LNG蒸发的影响,本文基于大型商用CFD计算软件ANASY FLUENT软件分别对舱室LNG晃荡和LNG蒸发进行数值模拟,具体工作内容如下:1)本文基于晃荡物理模型试验,采用VOF显式多相流模型对舱室内LNG的晃荡现象进行研究,将LNG晃荡数值模拟的自由液面、横摇力矩和压力分布结果与试验结果对比,确定出LNG晃荡的数值模拟模型与算法;2)基于LNG蒸发的理论计算公式,利用自定义相变模型对静止工况下舱室内LNG的蒸发进行研究,将LNG蒸发数值模拟的舱室内LNG蒸发率结果与理论计算结果对比,确定出LNG蒸发数值模拟的模型与算法;3)结合舱室内LNG的晃荡数值模拟研究与蒸发数值模拟研究结果,对晃荡工况下LNG蒸发进行数值模拟研究。通过计算不同晃荡幅值和晃荡周期下的LNG蒸发量,研究晃荡运动幅值和运动周期对LNG蒸发率的影响。结果表明随着舱室运动角度的增大,舱室内LNG蒸发量逐渐增大;当晃荡运动周期在舱室固有周期一定范围内,LNG蒸发量较大,当晃荡周期远大于舱室固有周期,LNG的蒸发量比较少。