LNG燃料舱晃荡水动力特性和载荷传递研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiaolei8214122
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在当前绿色环保的背景下,双燃料动力船近几年得到广泛重视并且发展较为迅速。其中,针对洁净环保的优质天然气能源,其液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)储存技术和燃料舱方案设计是关键的核心技术。在多种LNG储存舱型中,SPB型燃料舱拥有较高舱上甲板利用率,具有较好的应用前景。但是,其内部LNG燃料随船晃荡现象同样是燃料舱方案设计中需要重点关注的问题之一。本文以SPB型燃料舱为研究对象,通过数值模拟方法研究内部液体的晃荡水动力特性,并且据此为SPB型燃料舱内部构件形式设计提供理论依据。并且在此基础上,研究燃料舱LNG晃荡载荷提取与施加方法,并且进一步研究基于WORKBENCH的舱室晃荡水动力载荷传递流程。具体研究内容如下:首先,建立舱室晃荡水动力分析算法和模型,并且完成收敛性分析和准确性验证。在此基础上,针对中低装载液位、不同内部制荡舱壁结构的工况,完成了CFD数值模拟和船级社经验公式的对比分析,为后续分析LNG燃料舱固有频率提供研究基础。其次,针对船舶航行过程中不断变化的LNG液位情况,进行了不同装载液位、不同内部结构型式工况的数值模拟分析。通过数值结果可以发现,随着LNG液位降低,内部构件对舱室整体力矩影响越来越大,需要在燃料舱结构设计中加以考虑。此外,舱壁的构件数目对舱室所受晃荡整体力矩的影响较小,但是对舱壁构件结构的作用较大。并且随着舱室装载高度的降低,此影响效果愈加明显,可以为舱壁结构型式设计提供理论依据。然后,根据基于燃料舱室模型的晃荡初步计算结果,基于船体在波浪中运动和晃荡水动力分析理论,制定运动幅值最大和运动频率等于固有频率两种典型类型进行后续分析。在此基础上,针对五种不同的装载情况,建立典型LNG燃料舱晃荡模型,并且进行晃荡水动力分析模拟。针对数值模拟结果,利用数值分析软件CFD-POST及ANSYS APDL,实现了流体载荷向结构的传递。但是,在载荷数据传递过程中,发现当前方法提取并施加各时刻结构的晃荡压强流程十分复杂和繁琐。最后,为了解决上述问题,能够更加方便地为SPB型LNG燃料舱结构设计传递晃荡水动力载荷,探究基于WORKBENCH的舱室晃荡水动力载荷传递流程。首先建立了WORKBENCH分析流程,通过初始模型和网格,利用udf编译完成了水动力计算。计算结果发现,CFD面载荷可以实现在稳态和瞬态情况下载荷的准确传递,并且当前流程能够完成载荷加载和结构计算,因此也证明了当前流程具有可行性。由于SPB舱内的内部构件数目较多,通过模型验证,证明加入内部构件后,不会对载荷传递产生影响。一方面,内部构件与舱室外板相交线不会影响载荷传递;另一方面,加入内部构件后,CFD网格对应两个面而结构对应单一面,这种不同的对应方式也不会对载荷传递带来影响,因此内部构件不会影响载荷传递,这也再次证明本文确定的WORKBENCH分析流程可以为LNG舱室结构设计提供晃荡水动力载荷,不会因内部构件的存在而对载荷传递带来影响。
其他文献
研究表明,当微纳测头的尺度达到纳米级或微米级时,测头与测量表面间的微观表面作用力会对测头产生显著影响,因此,本文围绕微观表面作用力对微米尺度测头的影响展开研究。对测
岩石作为工程地质结构的重要组成部分,在各类工程建设中具有基础性的作用。岩体的失稳与破坏会给工程带来灾难性的影响。由于岩石分布环境隐蔽复杂、不确定性多,对岩石岩性检
随着中高层建筑数量的迅速增加,电梯也被广泛运用。传统的电梯群控算法由于控制目标单一、客流量变化适应性差等问题,需要结合不断发展的控制技术、识别技术等进行进一步的优
近几年大型汽车列车导致的恶性公路交通事故频发,使其制动安全性能被重视。国内半挂车制动系统技术发展落后,半挂车的制动性能特别是制动响应时间无法满足法规要求,导致无法
随着全球老龄化,联合国提出将健康老龄化作为全球解决老龄化问题的奋斗目标,绝经后女性的健康管理将会是今后的关注问题之一。阴道萎缩(VA)是一种常见于绝经后女性的疾病,由于全身雌激素水平降低,阴道组织的退化的一种常见疾病。主要表现为阴道干涩、瘙痒及性交疼痛,严重影响绝经后女性的生活质量。随着绝经后女性的人数不断增加,到2030年全球绝经后女性数量将增长到大约12亿,我国将达2.8亿,大约有超过40%的
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)已在许多领域得到了应用。随着我国工业化的发展,对SRM及其调速控制系统(Switched Reluctance Motor Driver,SRD)的要求也越来
城市火灾位置的及时感知不仅有利于公众的智慧出行,而且还有利于政府部门对火灾事故的高效应急处置。因而快速感知城市火灾的位置成了一个关键问题。针对现有的城市火灾监测手段存在耗费大量人力物力、效率不高等问题,本文利用微博数据传播快、数据量大、成本低、隐含城市火灾位置等优势,以及机器学习与数据融合方法,提出了一种基于CRF的城市火灾微博文本地名地址识别与精化处理方法,实现了城市火灾位置的快速感知。论文的主
目的:心脏传导系统疾病是一种严重的、有潜在生命危险的疾病。虽然心脏传导疾病的病理生理机制多种多样,但对于引起严重症状的心动过缓患者,心脏起搏是唯一有效的治疗方法。
目的:分析单纯性并指畸形初次手术术后畸形的常见表现,并探讨其相应的再次修复方式。方法:回顾性分析2013年6月至2018年6月我院收治的25例单纯性并指术后畸形患儿的临床资料,包括分指手术时有无植皮,术后有无感染史以及术后畸形的表现,并总结术后畸形的常见类型、针对不同畸形的再次手术修复方案以及随访再次修复后手指外观改善情况、切口愈合情况、功能恢复程度的临床资料。结果:单纯性并指术后常见畸形可归纳为
目的:研究在帕金森病丘脑底核脑深部电刺激术(subthalamic nucleus deep brain stimulation,STN-DBS)中,同期植入双侧电极,其先后两侧的精确度是否有明显差异,并分析术后疗效。方法:收集2016-2018年本科室29例接受双侧STN-DBS手术的帕金森病患者,所有患者均于术中植入双侧电极后复查头部CT,并与术前3T-MRI图像(手术计划靶点)融合;测量并计