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LNG储罐作为船用LNG燃料的储存单元,其设计的合理与否直接关系着船舶运行的稳定性与安全性。与其它压力容器相比,LNG储罐有耐低温、安全性高、绝热性能好等许多特殊要求。LNG储罐受到惯性力载荷的作用,其结构强度需要进行评估,但由于其几何形状及边界条件复杂,一直缺乏相应的评估体系。此外,储罐内液体的晃荡可对罐体产生很大的冲击力,这些都对结构设计提出了新的要求。为此,本文开展了船用LNG储罐的国内外现状研究、结构设计研究、强度分析研究、疲劳分析研究以及晃荡分析研究。主要工作包括: (1)研究了LNG储罐的国内外现状,分析了LNG储罐的设计要求,提出了LNG储罐结构设计的一般方法,开展了内容器、外壳体、内支撑结构、绝热结构、鞍式支座的设计与研究。 (2)分析了现有标准中关于LNG储罐惯性力载荷的各种适用加速度,提出了LNG储罐强度分析的一般流程,并对单元选择、模型简化、载荷施加、约束定义、应力评价、布置方向等给出了指导性意见。 (3)阐述了结构疲劳分析的数值计算方法,提出了LNG储罐疲劳分析的一般流程,研究了储罐的布置方向对疲劳损伤计算及结构设计的影响。 (4)开展了LNG储罐晃荡分析的理论研究,提出了储罐晃荡分析的研究方法,验证了VOF模型的可用性,通过介质晃荡的数值模拟,分析了充装率、防波板等因素对晃荡过程的影响。