船舶海上燃油加注过程液体晃荡效应研究

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近年来,舟山充分发挥地理和港口优势,快速扩展船舶海上保税燃油加注业务。船舶海上燃油加注过程中加注作业产生的能量易对舱内液体造成晃荡效应,给加注作业带来一定影响。又由于舟山海域易受季风不稳定性的影响,海上燃油加注作业船舶受风、流、浪作用发生受迫运动,影响舱内液体的晃荡效应,降低加注作业的安全以及效率。论文针对海上燃油加注过程液体晃荡效应进行研究,主要研究内容如下:一、通过分析船舶海上燃油加注过程,确定船舶海上燃油加注过程中加注速率与舱内液体压力的关系;以船舶海上燃油加注过程中受油船燃油舱为原型,将受油船燃油舱运动简化为受迫横摇运动,构建加注模型实验平台,分析研究船舶海上燃油加注过程中,舱内液体晃荡对舱壁的冲击压力。二、通过分析实际海况下船舶海上燃油加注作业,构建三维数值模型,根据质量守恒、动量守恒方程分析舱内液体运动过程,基于VOF模型、湍流模型以及动网格技术模拟海上燃油加注过程,结合模型实验结果验证数值方法的准确性。三、基于选定的数值方法模拟船舶海上燃油加注过程,研究加注管压力变化特征。先针对燃油舱静止状态加注管压力进行分析,探究加注速率对加注管压力的影响,在此基础上分析受油船燃油舱运动状态下加注管压力变化,研究燃油舱运动周期、幅值以及燃油加注速率对加注管压力的影响。四、在研究船舶海上燃油加注过程中加注管压力变化的基础上,分析舱内液相区流速以及速度场,研究不同运动周期、幅值以及加注速率下燃油舱内液相区流速变化特征,结应用能量方法分析船舶海上燃油加注过程中液体晃荡机理,探究船舶海上燃油加注过程中舱内液体的晃荡效应。本文为抑制船舶海上燃油加注过程中舱内液体晃荡效应提供一定理论依据,也为优化燃油加注作业、提高加注效率和安全提供一定指导意义。
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